[发明专利]一种混沌双变换图像加密算法的改进方法

权利要求书

1.一种混沌双变换图像加密算法的改进方法，其特征在于，所述方法主要包括以下步骤：（1）分析原算法存在的缺陷，选取有M行、N列像素的明文灰度图像矩阵为A，其像素总数表示为L=M×N．设定两个正整数N₀、C₀，并计算x₀=sum(A)/(1 275×L)，其中sum(A)表示A中全体元素之和，对任何非全零矩阵A，x0的取值范围为0＜x₀≤0.2，x0作为Logistic系统的初始值，N₀作为Logistic系统的预迭代次数，初始参数集(x₀,N₀,C₀)为改进算法的初始密钥集；（2）改进加密算法的实现；（3）解密算法的实现。

2.如权利要求1的一种混沌双变换图像加密算法的改进方法，其特征在于，所述改进加密算法的实现步骤具体为：（1）初始化，对输入的明文图像，给定参数集(x₀,N₀,C₀)，对所有(i,j)，令Visited(i,j)=0；

（2）使Logistic映射式x_n＋1=μx_n(1-x_n) 预迭代N₀次；

（3）使Logistic映射式x_n＋1=μx_n(1-x_n)继续迭代一次产生新的状态值x，然后依次执行：t=round(x×10⁶)，n=mod(t,L)+1；利用序号n换算出矩阵A的第n个元素的行号i和列号j；

（4）使Logistic映射式x_n＋1=μx_n(1-x_n)继续迭代一次产生新的x值，然后依次执行：t=round(x×10⁶)，m=mod(t,L)+1；利用序号m换算出矩阵A的第m个元素的行号row和列号col；

（5）若Visited(row,col)为1（表示A中第m个元素已经移动过），则转到步骤4）继续执行，直至找到A中一个未移动的元素；

（6）按公式k=mod(t,256)由t产生一个整数密钥k；利用B(i,j)=A(row,col)，将A(row,col)位置的像素移动到B(i,j)位置，利用C(i,j)=mod((B(i,j)+C_),256)⊕k对B(i,j)灰度值进行变换得到最终密文C(i,j)，然后依次执行：C_=C(i,j)，i=row，j=col，Visited(row,col)=1，count=count+1；

（7）若count<L，则转到步骤3）继续执行；

（8）利用Logistic映射式x_n＋1=μx_n(1-x_n)再进行一次迭代得新的x值，然后依次执行：t=round(x×10⁶)，k=mod(t,256)，B(i,j)=temp；最后利用B(i,j)=A(row,col)和C(i,j)=mod((B(i,j)+C_),256)⊕k计算出当前的C(i,j)值。

3.如权利要求1的一种混沌双变换图像加密算法的改进方法，其特征在于，所述解密算法的实现具体为：（1）初始化，给定密文图像矩阵C和参数集(x₀,N₀,C₀)，对所有(i,j)，令Visited(i,j)=0；

（2）使Logistic映射式x_n＋1=μx_n(1-x_n) 预迭代N₀次；

（3）使Logistic映射式x_n＋1=μx_n(1-x_n)继续迭代一次产生新的状态值x，然后依次执行：t=round(x×10⁶)，n=mod(t,L)+1；利用序号n换算出矩阵A的第n个元素的行号i和列号j；

（4）使Logistic映射式x_n＋1=μx_n(1-x_n)继续迭代一次产生新的x值，然后依次执行：t=round(x×10⁶)，m=mod(t,L)+1；利用序号m换算出矩阵A的第m个元素的行号row和列号col；

（5）若Visited(row,col)为1（表示A中第m个元素已经移动过），则转到步骤4）继续执行，直至找到A中一个未移动的元素；

（6）按公式k=mod(t,256)由t计算出当前整数密钥k；利用B(i,j)=mod((C(i,j)⊕k-C_+256),256) 由密文C(i,j)值进行逆变换恢复出B(i,j)，并利用A(row,col)=B(i,j)将B(i,j)位置的像素移动到A(row,col)位置，然后依次执行：C_=C(i,j)，i=row，j=col，Visited(row,col)=1，count=count+1；

（7）若count<L，则转到步骤3）继续执行；

（8）利用Logistic映射式x_n＋1=μx_n(1-x_n)再进行一次迭代得新的x值，然后依次执行：t=round(x×10⁶)，k=mod(t,256)，利用B(i,j)=mod((C(i,j)⊕k-C_+256),256) 计算出当前的B(i,j)值；将B(i,j)移动到A(i₀,j₀)，即A(i₀,j₀)=B(i,j)，并得到恢复的解密图像。