[发明专利]基于耦合映像格子模型的图像加密方法

权利要求书

1.基于耦合映像格子模型的图像加密方法，其特征在于，包括：

步骤1：利用明文图像P的哈希值和外部密钥计算得到耦合映像格子混沌系统的控制参数和初始值；其中，所述明文图像P的大小为M×N，M为行数，N为列数；按照公式(3)利用明文图像的哈希值和外部密钥计算出耦合映像格子混沌系统的控制参数ε、τ和初始值x₀(1)、x₀(2)、x₀(3)：

其中，hex2dec(*)表示将十六进制数转成对应的十进制数，H为利用哈希函数SHA-256生成明文图像P的256位哈希值，按照8位一组，共得到32组，将H表示为H＝[h₁,h₂,...h₃₂]；ε₀,τ₀和x₀₁,x₀₂,x₀₃是f(*)混沌映射函数下的耦合映像格子混沌系统的外部密钥的控制参数和初始值；

步骤2：根据所述控制参数和初始值迭代耦合映像格子系统，得到f(x)混沌序列记为F＝{F₁,F₂,F₃}和耦合映像格子混沌序列记为X＝{X₁,X₂,X₃}；

步骤3：利用排序函数分别对序列F₁和序列X₁进行排序，分别得到对应的索引矩阵findex和xindex，利用索引矩阵findex和xindex对明文图像P进行置乱操作，得到置换图像P″；按照公式(5)所示的排序函数分别对序列F₁和序列X₁进行排序，分别得到对应的索引矩阵findex和xindex：

其中，sort(*)表示对序列进行按升序排序函数，SF₁表示序列F₁升序排序结果；SX₁表示序列X₁升序排序结果；

按照公式(6)利用索引矩阵findex和xindex对明文图像P进行置乱操作，得到置换图像：

其中，P′表示采用索引矩阵findex对明文图像P进行置换后得到的置换图像；P″表示采用索引矩阵xindex对置换图像P′进行列置后得到的置换图像；

步骤4：将序列F₂和序列X₂分别转换成0～255的整数序列F′₂和X′₂，然后将两个整数序列F′₂和X′₂分别转换成M×N矩阵F″₂和X″₂，利用得到的两个M×N矩阵F″₂和X″₂与置换图像P″进行扩散操作，得到扩散图像C′；按照公式(7)将序列F₂和序列X₂转换成0～255的整数序列F′₂和X′₂：

其中，floor(*)表示向下取整函数，mod表示取模运算，i＝1,2,3…,MN；

按照公式(9)利用得到的两个M×N矩阵F″₂和X″₂与置换图像P″进行扩散操作，得到扩散图像C′：

其中，表示异或操作；

步骤5：将序列F₃和序列X₃分别转换成0～255的整数序列F′₃和X′₃，然后将两个整数序列F′₃和X′₃分别转换成M×N矩阵F″₃和X″₃，利用得到的两个M×N矩阵F″₃和X″₃与扩散图像C′进行逆向扩散操作，得到最终的密文图像C；按照公式(10)将序列F₃和序列X₃分别转换成0～255的整数序列F′₃和X′₃：

其中，floor(*)表示向下取整函数，mod表示取模运算，i＝1,2,3…,MN；

按照公式(12)利用得到的两个M×N矩阵F″₃和X″₃与扩散图像进行逆向扩散操作，得到最终的密文图像C：

其中，表示异或操作。