[发明专利]一种随机分块的混沌图像加密方法

权利要求书

1.一种随机分块的混沌图像加密方法，其特征在于：其步骤如下：

S1：读取明文图像A，设明文图像A的大小为M×N，且a_ij表示图像A中第i行第j列的像素；

S2：设置密钥x0，y0，z0，r以及s0(1)；

S3：对图像进行置乱：

S4：将置换后的图像分解为四个子图像A(1)、A(2)、A(3)、A(4)；交换位置为(0，0)和(a，b)的像素值；其中初始值被设置为(x₀+mean{A}/256mod 1，y₀+mean{A}/256mod 1)，其中mean{A}表示图像A中像素和的平均值。

S5：利用初始值z₀+mean{A}/256mod 1，根据Logistic映射z_i+1＝f(z_i)＝rz_i(1-z_i)和m_p＝floor(z_p·10⁵mod 256)生成加密控制序列{m_p}；

S6：选择密钥s₀(1)，通过计算出s₀(2)，s₀(3)和s₀(4)；

S7：利用整数Logistic映射对每一个子图像进行加密：

s_i+1＝F(s_i)＝4s_i(256-s_i)/256

t_i+1＝G(s_i+1)＝floor(10⁶*s_i+1mod256)

其中，函数F被作为迭代函数生成给定初始值为s₀的序列{s_i}，函数G根据序列{si}生成一个理想整数序列{t_i}；

S8：合并所有加密后的子图像，并保存为加密图像A*。

2.根据权利要求1所述的一种随机分块的混沌图像加密方法，其特征在于：

S3中所述的对图像进行置乱后，图像A中第i行第j列的像素被移动到第p行第q列，其中p，q的算法如下：

其中a，b是参数，N是图像的大小。

3.根据权利要求1所述的一种随机分块的混沌图像加密方法，其特征在于：

S4中所述将置换后的图像分解为四个子图像受Baker混沌映射控制，其中，p为控制参数，设置Baker映射的初始值为(x₀，y₀)，将其代入中迭代n次，得到生成值(x_n,y_n)，生成值(x_n,y_n)通过(a,b)＝(floor(N·x_n),floor(M·y_n)变为二维整数向量，其中函数floor(x)表示小于x的最大整数，图像A被分为四块：ATQP，TDRQ，PQSB和QRCS，其中AT＝a且AP＝b(AT＝a意味着在AT上面有a个像素)。

4.根据权利要求1所述的一种随机分块的混沌图像加密方法，其特征在于：

S7中所述的对每一个子图像进行加密具体为设子图像A(n)的大小为M₁×N₁，n＝1，2，3，4，设a_ij表示图像A(1)第i行，第j列的图像像素值，其中1≤i≤M1，1≤j≤N₁，通过进行加密，其中p＝(i-1)·N1+j，{m_p}是加密控制序列。

5.根据权利要求1所述的一种随机分块的混沌图像加密方法，其特征在于：

对S8所述的加密图像A*进行解密，其步骤如下：

步骤1：读取密文图像A*：

步骤2：利用初始值为(x₀+mean{A}/256mod 1，y₀+mean{A}/256mod1)的分块算法，并迭代n次后，将图像A*分解为四个子图像；

步骤3：根据z_i+1＝f(z_i)＝rz_i(1-z_i)和m_p＝floor(z_p*10⁵mod256)以及初始值z₀+mean{A}/256mod1，生成一个加密控制序列{m_p}：

步骤4：根据和密钥s₀(1)生成s₀(2)，s₀(3)和s₀(4)；

步骤5：将s₀(1)、s₀(2)、s₀(3)和s₀(4)代入s_i+1＝F(s_i)＝4s_i(256-s_i)/256t_i+1＝G(s_i+1)＝floor(10⁶*s_i+1mod256)，生成四组序列{t_p}；

步骤6：利用生成的四组序列{t_p}分别对四个子图像进行解密

步骤7：将位置为(0，0)和(a，b)的像素值进行交换，交换后将所有解密后的子图像进行组合；

步骤8：利用的相反函数对组合起来的图像进行反向置换，得到图像，并将其保存为A。