[发明专利]基于混沌系统和生物进化策略的企业信息图像加密方法

权利要求书

1.一种基于混沌系统和生物进化策略的企业信息图像加密方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：将待加密的灰度图像P转换为大小为M*N的图像矩阵P₁；其中，M和N分别为灰度图像P的行数和列数；

步骤二：采用哈希函数计算图像矩阵P₁的哈希值，利用哈希值计算得到Sine映射的初始值w₀和3D混沌系统的初始参数值x₀、y₀、z₀；

步骤三：利用初始参数值x₀、y₀、z₀对3D混沌系统进行迭代，得到3个长度为M*N的伪随机序列LX、伪随机序列LY和伪随机序列LZ；

步骤四：对伪随机序列LX进行数据处理I并转换成矩阵LX'，根据矩阵LX'的元素值依次选择重组规则，利用选择的重组规则对图像矩阵P₁中的每个像素进行重组置乱，得到重组矩阵P₂；

步骤五：将伪随机序列LY进行升序排序得到序列LY’，标记出新序列LY’中元素在伪随机序列LY的位置得到位置索引序列Index，根据位置索引序列Index对重组矩阵P₂依次进行选择，得到像素对矩阵；

步骤六：对伪随机序列LZ进行数据处理II得到序列LZ'，顺序选择序列LZ'中的奇数位置的元素作为随机数依次对像素对矩阵中的像素对进行交叉和变异，得到矩阵P₃；

步骤七：根据初始值w₀迭代Sine映射得到长度为M*N的伪随机序列LW，对伪随机序列LW进行数据处理III得到序列D；将矩阵P₃转换为一维序列S，利用序列D对一维序列S的每个像素执行密文反馈，并转化成矩阵形式得到密文图像E。

2.根据权利要求1所述的基于混沌系统和生物进化策略的企业信息图像加密方法，其特征在于，所述哈希函数为SHA-256算法，使用SHA-256算法对图像矩阵P₁进行加密运算得到256位的二进制的哈希值H；

所述计算得到Sine映射的初始值w₀和3D混沌系统的初始参数值x₀、y₀、z₀的方法为：

将哈希值H按字节划分为32个字节，分别表示为：h₁、h₂、…、h₃₂；则

其中，Q₁、Q₂、Q₃、Q₄、α、β、γ和ω均为计算的中间变量，为向下取整函数，q_n为图像矩阵P₁的第n列的M个像素值的平均值；为异或运算，mod(，)为取模操作；x′₀、y′₀、z′₀和w′₀为给定的参数初值。

3.根据权利要求1或2所述的基于混沌系统和生物进化策略的企业信息图像加密方法，其特征在于，所述Sine映射为：w_t+1＝μsin(πw_t)；

式中，w是状态变量，w_t+1和w_t分别表示第t+1和第t次迭代状态变量的值，μ是系统参数；在系统参数μ∈(0.87，0.93)和(0.95，1)时，Sine映射处于良好的混沌状态；

所述3D混沌系统的数学表达式为：

其中，a和b是系统参数，当系统参数取值为(a，b)＝(2.6，1.5)时，3D混沌系统处于良好的混沌状态。