[发明专利]一种动态概率和空频域复合的图像选择性加密和解密方法

权利要求书

1.一种动态概率和空频域复合的图像选择性加密方法，其特征在于包括以下步骤：

第1步：记待加密图像为A＝(a_i,j)_m×n且a_i,j∈{0,1,…,255},i＝0,1,…,m-1,j＝0,1,…,n-1，设置加密次数t,t＞0，初始迭代控制参数k＝1，选定初始参数μ₀∈[3.57,4]以及设定加密判断阈值δ,δ＞0，记A的MD5值和SHA-1值分别为16进制数序列S_MD5＝<m₀,m₁,…,m₃₁>和S_SHA-1＝<s₀,s₁,…,s₃₉>，将S_MD5和S_SHA-1串联为16进制数序列S_ms＝S_MD5||S_SHA-1＝<sm_i>₇₂,i＝0,1,…,71并初始化加密事件下标索引序列S_id为S_id＝<0,1,…,5>，其中“||”为比特位串串联操作符；

第2步：将S_ms映射为16进制序列S_h＝<h₀,h₁,…,h₃₉>；

第3步：将S_h均分成四部分，然后将转换为(0,1)范围内的10进制小数G_i,i＝0,1,…,3；

第4步：将G₃作为参数α，把G₀,G₁,G₂映射为(0,1)范围内的10进制小数G′₀,G′₁,G′₂，将G′₀,G′₁,G′₂作为密钥参数X_init,Y_init,x_init，即X_init＝G′₀,Y_init＝G′₁,x_init＝G′₂；

第5步：将初始参数μ₀作为系统参数，密钥参数x_init作为初始值产生5个(0,1)范围内的随机数作为序列S_p＝<p₀,p₁,p₂,p₃,p₄>，由S_p构造(0,1)范围内的区间划分序列S′_p＝<p′₀,p′₁,p′₂,p′₃,p′₄>，从而得到概率区间[0,p′₀),[p′₀,p′₁),[p′₁,p′₂),[p′₂,p′₃),[p′₃,p′₄),[p′₄,1]；

第6步：将密钥参数Y_init,μ₀映射为μ₁∈[3.57,4]，由X_init和μ₁分别作为初始值和系统参数迭代产生(0,1)范围内的中间密钥参数Z_init；

第7步：将X_init,Y_init,Z_init作为初始值，迭代1次产生3个实值随机数依次作为参数X₀,Y₀,Z₀；

第8步：将X₀,Y₀映射为待加密图像A＝(a_i,j)_m×n上的随机点(r₀,v₀)；

第9步：将(r₀,v₀)作为起点，从待加密图像A＝(a_i,j)_m×n筛选出M_in＝(m_u,w)_4×4，计算M_in的映射值Map(M_in)，若Map(M_in)≥δ则执行第10步，反之将x_init作为概率判断值P，将X₀,Y₀,Z₀的映射值作为变换参数v，根据P所落入的概率区间和S_id，执行对应的空域和频域置换加密操作，然后对加密后的矩阵小块M_out计算映射值Map(M_out)；若Map(M_out)<δ，则将M_out中的像素依次作为待加密图像A＝(a_i,j)_m×n对应位置的像素，反之将M_in中像素直接作为待加密图像A＝(a_i,j)_m×n对应位置像素；

第10步：利用X₀,Y₀,Z₀对S_id进行重排更新；

第11步：利用X₀,Y₀,Z₀对初始参数μ₀和S_ms＝<sm_i>₇₂中的元素进行更新操作；

第12步：若k≤t时，更新k＝k+1，反复执行第2步～第11步；

第13步：将A＝(a_i,j)_m×n输出作为加密图像。