[发明专利]移动平台图像加密方法

权利要求书

1.一种移动平台图像加密方法，其特征在于，所述图像加密方法包括：首先将待加密图像矩阵I分成若干个小的矩阵块；再利用图像置乱与灰度变换处理每一个小的分块；然后把每个分块内的像素值发散到其他分块内；最后将所有分块合成加密后的图片；

所述图像加密方法还包括：步骤S1、预处理步骤；

对于原始图片I，其像素矩阵大小为M×N，扩充像素矩阵使其大小变M′×N′，使得其中M′、N′为完全平方数，不妨设将M′×N′的像素矩阵按顺序分成m×n个大小为m×n的分块；用二维数组A[i][j]来表示第(i，j)个分块；用二维数组B_A[i][j][x][y]来表示分块A[i][j]中的像素值，其中0≤i≤m-1，0≤j≤n-1，0≤x≤m-1，0≤y≤n-1；

为了增加安全性，先将Logistic混沌系统和tent混沌系统分别迭代key1、key2次；

Logistic系统和tent系统是最常用的混沌系统；Logistic映射源自于对人口统计的动力学系统，是一个典型非线性混沌方程；它具有遍历性、非周期性、长期不可预测性以及非收敛性等良好的混沌性质，其映射定义为：

xn+1＝a*xn*(1-xn)0＜xn＜1,n＝0,1,2,…(1)

其中，当系数3.596≤a≤4时，系统进入混沌状态；

tent系统是一种分段线性的一维映射，具有均匀的概率密度与功率谱密度，以及较理想的自相关性；tent映射定义为：

其中，当0＜b≤2时，系统处于混沌状态；

迭代次数key1、key2作为加密密钥；其中Logistic的初值作为密钥key3，参数a作为密钥key4；其中tent系统的初值作为密钥key5；参数b作为密钥key6；

所述图像加密方法还包括：步骤S2、分块内的处理步骤；

利用Logistic混沌系统构造序列T[m×n]，使得0≤T[i]≤m×n－1，其中0≤i≤m×n－1，并且有T[i]≠T[j]，当i≠j时；对每个分块内像素值的处理方法如下，对于分块A[i][j]；

具体包括：

步骤S21、构造置换数组步骤；

利用tent混沌系统产生一个随机数temp；将temp分别与每一个T[r](r＝0，1，2，3，…m×n－1)相加，再对m×n取余，得到新的序列T[m×n]；公式表述：

T′[r]＝(temp+T[r])mod(m×n) (3)

步骤S22、按照序列T′[m×n]的顺序，置换分块内的像素值；如对于B_A[i][j][x][y]，首先计算置换位置，设

k1＝T[x×n+y]/(m×n),k2＝T[x×n+y]％(m+n) (4)

则B′_A[i][j][k1][k2]＝B_A[i][j][x][y]，其中0≤x≤m－1，0≤y≤n－1；

步骤S23、异或操作；对于分块内的每一个像素值B′_A[i][j][x][y]，利用tent混沌系统产生一个伪随机数e，再将像素值B′_A[i][j][x][y]与e异或；即：

B′_A[i][j][x][y]＝B′_A[i][j][x][y]∧e (5)

步骤S24、按照步骤S21至步骤S23，依次处理每一个分块。

2.根据权利要求1所述的移动平台图像加密方法，其特征在于:

所述图像加密方法还包括：步骤S3、分块间的处理步骤；

将每个分块内的像素值发散到其他分块内；将第(i，j)个分块像素值B′_A[i][j][x][y]]发散到第(x，y)个分块中的(i，j)位置；即：

B″_A′[x][y][i][j]＝B′_A[i][j][x][y] (6)。

3.根据权利要求2所述的移动平台图像加密方法，其特征在于：所述图像加密方法还包括：步骤S4、将步骤S3处置之后的分块按列序优先从小到大的顺序排列，得到加密后的图像I′。

4.根据权利要求3所述的移动平台图像加密方法，其特征在于：

所述图像加密方法还包括：步骤S5、解密步骤；

利用加密时密钥key1、key2、key3、key4、key5、key6的值，按照加密的逆过程解密，如果存在多余数据，去掉添加的多余数据，即可得到解密后的图像。