[发明专利]一种基于最小粒度全置乱的图像加密算法

权利要求书

1.一种基于最小粒度全置乱的图像加密算法, 通过对图像比特全排列，同时完成全矩阵范围内像素比特位置置乱和像素值替换两个操作，其特征在于，主要包含以下步骤：（1）选择混沌映射；（2）混沌加密算法；（3）解密算法。

2.如权利要求1中所述的基于最小粒度全置乱的图像加密算法，其特征在于，所述图像比特全排列使用Ｌｏｒｅｎｚ混沌分量ｘ驱动。

3.如权利要求1中所述的基于最小粒度全置乱的图像加密算法，其特征在于，所述加密算法采用图像比特全排列算法，选取一幅任意大小的灰度图像Ｉ，设其大小为Ｍ×Ｎ，具体如下：（1）依据混沌置乱信息熵，选择合适的混沌动力学方程，给出与密钥相关的初始值ｘ_１或初始向量Ｖ_１，并令Ｋ＝１；（2）应用选择的混沌方程迭代ｍ＝Ｍ×Ｎ×８次，生成混沌实值序列｛ｘ_１，ｘ_２，…，ｘ_ｍ｝或向量序列｛Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，…，Ｖ_ｍ｝，依据置乱信息熵，选择置乱信息熵最大的一行，成为实值序列｛ｘ_１，ｘ_２，…，ｘ_ｍ｝；（3）从小到大把混沌实值序列｛ｘ_１，ｘ_２，…，ｘ_ｍ｝排序，得到排序后的序列｛ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_ｍ｝；（4）计算置乱地址码集｛ｔ_１，ｔ_２，…，ｔ_ｍ｝，ｔｉ∈｛１，２，…，ｍ｝;

ｔ_ｉ是ｘ_ｉ在排序后的序列｛ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_ｍ｝中的下标；（5）把二维图像变成一维数组，再把每个数组元素变成二进制比特序列，顺序连接形成长度为Ｍ×Ｎ×８的比特序列，利用置乱地址码集进行扰乱，然后还原成一维十进制数组，完成图像比特全置乱。

4.如权利要求1中所述的基于最小粒度全置乱的图像加密算法，其特征在于，所述解密算法具体实现方法：（1）给定相同的初始值，先进行图像替换算法的逆操作，把密文图像转换为一维数组，从最后一个加密元素开始向前解密，直到第一个元素；（2）根据图像比特全排列算法进行操作，不同的是ｉ从１到ｍ，把第ｉ列的比特值用第ｔ_ｉ列的比特值替换。