[发明专利]基于双混沌交叉扩散的彩色图像加密和解密方法及系统

权利要求书

1.一种基于双混沌交叉扩散的彩色图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取图像大小为M*N的彩色图像I；

(2)将图像I的像素值二维矩阵转换成一维矩阵A[0,M*N-1]；

(3)随机产生两个密钥分别为key[0]和key[1]，key[0]∈(0,1)，key[1]∈[-1,1]，其中key[0]作为Logistic迭代的初始密钥，key[1]作为ChebyShev迭代的初始密钥；

(4)以key[0]为初始密钥，用Logistic映射迭代至少100次后，再用ChebyShev迭代3次，将这3次ChebyShev迭代产生的结果取绝对值后分别保存在ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]中；

(5)以key[1]为初始密钥，用ChebyShev映射迭代至少100次后，再用Logistic迭代3次，将这3次Logistic迭代产生的结果取绝对值后分别保存在Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]中；

(6)从A中按照像素点的排列顺序取像素点并保存该像素点未解密时的值，若当前像素点位置为奇数则用ChebyShev混沌映射以步骤(4)中产生的ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]为初始密钥迭代，每次迭代都将结果记录下来并分别保存到ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]，然后像素点的三个通道B、G、R分别异或ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]，再将ChebyShev_x＇[0]、ChebyShev_x＇[1]、ChebyShev_x＇[2]分别赋值给ChebyShev_x[0]、ChebyShev_x[1]、ChebyShev_x[2]用作下一次像素点的加密；若此像素点位置为偶数则用Logistic混沌映射以步骤(5)中产生的Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]为初始密钥迭代，每次迭代都将结果记录并保存到Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[2]，然后像素点的三个通道B、G、R分别异或Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[2]，再将Logistic_x＇[0]、Logistic_x＇[1]、Logistic_x＇[2]分别赋值给Logistic_x[0]、Logistic_x[1]、Logistic_x[2]用作下一次像素点的加密；

(7)对加密后的像素点进行扩散，取正在加密的像素点的前一个位置像素点R＇、G＇、B＇分量分别与正在加密的像素点的B、R、G或者G、B、R分量进行异或操作即R＇⊕B，G＇⊕R，B＇⊕G或者R＇⊕G，G＇⊕B，B＇⊕R；

(8)重复步骤(6)和(7)直到遍历A中所有像素点，最后输出密文图像I＇。

2.如权利要求1所述的基于双混沌交叉扩散的彩色图像加密方法，其特征在于：所述步骤(4)中，Logistic混沌映射如式(1)所示：

x_n+1＝μx_n(1-x_n)，x_n∈(0,1)   (1)

其中，x_n为Logistic混沌映射的第n次迭代量，系统参数μ∈(3.5699456,4]时，Logistic映射的输入输出均分布在(0,1)上，Logistic映射处于混沌状态。

3.如权利要求1所述的基于双混沌交叉扩散的彩色图像加密方法，其特征在于：所述步骤(5)中，ChebyShev混沌映射如式(2)所示：

x_n+1＝cos(k*arccos(x_n))，x_n∈[-1,1] (2)

其中k≥2，系统迭代初始值由用户输入的密钥决定。