[发明专利]一种混沌图像加密的方法、装置及系统

权利要求书

1.一种混沌图像加密的方法，其特征在于，包括：

S11：生成与明文图像唯一对应的、Kent混沌系统的控制参数S和迭代次数K；

S12：依据所述控制参数S、所述迭代次数K得到第一混沌序列；

S13：依据所述第一混沌序列得到所述明文图像对应的像素矩阵中的旋转子矩阵及相应的旋转角度；

S14：按照所述旋转角度将所述旋转子矩阵进行旋转，将旋转后的元素替换原来位置上的元素，得到经过全局位置置乱后的第二图像；

S15：将与所述第二图像对应的像素矩阵进行一维转换得到第一一维序列，并对所述第一一维序列中的元素进行滑块加密，以得到第二一维序列；

S16：将所述第二一维序列进行二维转换，以得到加密后的密文图像；其中：

所述生成与明文图像唯一对应的、Kent混沌系统的控制参数S和迭代次数K的过程具体为：

S110：采用MD5算法对明文图像进行处理，生成与所述明文图像唯一对应的hash值H，所述明文图像为大小为m×n的灰度图像；

S111：依据所述hash值H以及第一计算关系式和第二计算关系式计算出控制参数S和迭代次数K；所述第一计算关系式为S＝H/10⁴⁰，所述第二计算关系式为K＝1000+mod(H，1000)；

所述依据所述控制参数S、所述迭代次数K得到第一混沌序列的过程具体为：

S120：依据所述控制参数S和所述迭代次数K以及第三计算关系式得到第一混沌序列L；其中，所述第三计算关系式为所述L＝{L₁,L₂,L₃,…,L_i,…,L_m×n}，L_i为第一混沌序列L中的第i个元素，1≤i≤m×n，初始密钥为x₀，j∈[0，m×n-1]；

所述依据所述第一混沌序列得到所述明文图像对应的像素矩阵中的旋转子矩阵及相应的旋转角度的过程具体为：

S130：对所述第一混沌序列L中的元素按照预定规则进行排序，得到第二混沌序列L＇，所述L＇＝{L₁＇,L₂＇,L₃＇,…,L_i＇,…,L_m×n＇}，并得到用于记录所述第二混沌序列L＇中的各个元素在所述第一混沌序列L中的位置的下标序列T，所述T＝{T₁,T₂,T₃,…,T_i,…,T_m×n}；

S131：依据下标序列T中的元素T_i、第四计算关系式、第五计算关系式以及第六计算关系式经计算得到与所述T_i对应的旋转子矩阵中的左上角元素的位置；其中：

所述第四计算关系式为row_i＝[T_i/n]，所述row_i表示所述左上角元素的行标；所述第五计算关系式为v＝mod(T_i,n)；所述第六计算关系式为所述col_i表示所述左上角元素的列标；

S132：依据所述T_i、第七计算关系式以及第八计算关系式经计算得出所述T_i对应的旋转子矩阵的大小；其中：

所述第七计算关系式为r＝m-row_i+1,c＝n-col_i+1，所述r表示行数，c表示列数；所述第八计算关系式为size_i表示所述旋转子矩阵的大小；

S133：依据所述第一混沌序列中的L_i、第九计算关系式以及第十计算关系式经计算得出所述T_i对应的旋转子矩阵的旋转角度；其中：

所述第九计算关系式为k_i＝mod([10⁸×L_i],4)；

所述第十计算关系式为

则，所述按照所述旋转角度将所述旋转子矩阵进行旋转，将旋转后的元素替换原来位置上的元素，得到经过全局位置置乱后的第二图像的过程具体为：

S140：依据所述位置和所述大小确定所述旋转子矩阵在所述明文图像对应的像素矩阵中的位置，并按照所述旋转角度将所述旋转子矩阵进行旋转，将旋转后的元素替换原来位置上的元素；

S141：重复S131-133直至i＝m×n，得到经过全局位置置乱后的第二图像。