[发明专利]基于立体复合置乱模型和混沌的图像加密方法

权利要求书

1.基于立体复合置乱模型和混沌的图像加密方法，其特征在于，加密过程包括以下步骤：

步骤1：原始图像分割：令原始图像为I¹，其大小为m×n，将其分割为大小均为j×k的图像块集{A₁¹, A₂¹, …, A_s¹}，其中s=(m/j)×(n/k)；

步骤2：混沌序列产生：随机选取分段线性混沌映射的初始值x₀和参数p，迭代该映射t=8jk次，可得一个混沌序列X={x_i}_t；

步骤3：混沌矩阵产生：随机选取陈超混沌系统的初值y₀, z₀, u₀, v₀和控制参数a, b,c, d, e，迭代该系统(m/2)×(n/2)次，可得4个混沌序列Y={y_i}，Z={z_i}，U={u_i}和V={v_i}，并计算：

c_i¹=mod(floor(y_i×10¹⁶),256)， （1）

c_i²=mod(floor(z_i×10¹⁶), 256)， （2）

c_i³=mod(floor(u_i×10¹⁶), 256)， （3）

c_i⁴=mod(floor(v_i×10¹⁶), 256)， （4）

其中，y_i∈Y，z_i∈Z，u_i∈U，v_i∈V，mod(·)是取模函数，floor(·)是取整函数；根据元素位置，将混沌序列{c_i¹}，{c_i²}，{c_i³}和{c_i⁴}分别转换为4个大小为(m/2)×(n/2)的混沌矩阵C¹，C²，C³和C⁴；

步骤4：图像立体置乱：利用二维Zigzag变换对图像块集{A₁¹, A₂¹, …, A_s¹}进行块置乱，可得置乱结果为{A₁², A₂², …, A_s²}；对其进行立体化操作，可得三维图像立方块集{L₁¹, L₂¹, …, L_s¹}；利用X对其进行块内置乱，可得对应置乱结果为{L₁², L₂², …, L_s²}；对其进行平面化操作，并组合成置乱图像I²；

步骤5：图像扩散：将I²分割为4块大小为(m/2)×(n/2)的图像块I²¹，I²²，I²³和I²⁴；利用混沌矩阵集{C¹, C², C³, C⁴}，计算：

I³¹=I²¹⊕C¹，

I³²=I³¹⊕I²²⊕C² ，

I³³=I³²⊕I²³⊕C³ ， （5）

I³⁴=I³³⊕I²⁴⊕C⁴，

其中，⊕为异或运算，可得加密图像块集{I³¹, I³², I³³, I³⁴}；将其按一定规则组合，得最终加密图像I³。