一种加密方法技术

本发明专利技术提出了一种基于二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像加密方法，该方法主要应用于灰度图像加密领域。该算法主要内容如下：首先借助明文图像信息生成辅助密钥矩阵与输入密钥相结合得到明文中各个像素矩阵的初始密钥，将生成的双混沌矩阵与明文图像进行异或操作得到中间密文，再将生成的中间密文作为二维离散分数阶Fourier变换输入矩阵，进行阶Fourier变换与阶Fourier变换，最后进行Arnold置乱操作，得到最终密文。通过实验仿真表明，该算法不仅能有效抵抗统计特征攻击、差分攻击，很好地隐藏明文信息，而且大大改善经传统分数阶Fourier变换后直方图像不平滑的缺点，达到很好的加密效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加密方法，尤其涉及一种基于二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像加密方法。
技术介绍
近几年随着的互联网高速发展，图像信息在传递过程中的安全问题受到越来越多的关注，因此如何在图像传输时进行加密处理引起国内外学者的广泛关注。图像信息不同于普通的文本信息，其自身数据具有很强的相关性和冗余性，而传统的数据加密算法(DES)、公钥算法(RSA)、椭圆曲线算法(ECC)很难适用于图像加密中。近年来，专家们发现混沌系统具有对初始条件的高度敏感性、正Lyapunov指数、分形与分维性等特点，专家们陆续提出了许多基于混沌系统的图像加密方法。常见的的基于混沌图像加密的的方法可分为两大类:一类是混沌扩散运算，通改变像素点的灰度值，达到图像加密的效果。另一类是混沌置乱运算，通过改变像素点的位置值，从而达到难以辨认的效果。这两类混沌图像加密方法普遍存在下面不不足之处:这两类方法加密后的密文图像的直方图存在明显的分布不均情况,容易让破解者根据像素值推断明文信息。并且密文与明文关联性不强，易受到特殊的明文(密文)这类算法攻击。此外，上述加密方法密钥单一，密钥空间较小，难以抵制解密者的统计特性方法攻击，以及穷举攻击，极容易泄露图像信息。总得来说上述两类方法不适合直接用于混沌图像加密当中。
技术实现思路
针对上述加密方法存在的不足之处，本专利技术提出了一种基于二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像加密方法。该方法很好地解决密钥空间不足，密文与明文一依赖性不强及灰度图像直方图不平滑等方面的不足之处，大大增图像的安全性。根据本专利技术所述的一种加密方法，其特征在于：该加密方法为基于二维离散分数阶Fourier(傅里叶)变换的双混沌图像的加密方法，通过对尺寸为m×n的图像A通过双混沌扩散、二维离散分数阶Fourier(傅里叶)变换和Arnold置乱来对图像A进行加密。(1)双混沌扩散过程普通灰阶图像尺寸大小一般为m×n，为了便于算法的讨论设A表示为256×256的灰阶图像，对于不是8的倍数的行列，可用0填充像素值，使行列变成8的倍数。步骤1：首先对图像A进行行列分割，将矩阵A分别割成64×64个8×8的矩阵，且矩阵像素值的范围在[0,255]之间。步骤2：将每个8×8的像素值范围映射到[0,1]之间，并求出每个8×8矩阵像素值的平均值，如第一个8×8矩阵像素之和为sum1，其像素平均值为avg1。故由图像A可得到一个64×64的二维像素平均值矩阵，且像素平均值范围在[0,1]之间。步骤3：将步骤2的得到二维矩阵的奇数行与logistic映射输入的x0相乘，步骤2的得到二维矩阵的偶数数行与chebyshev映射输入的y0相乘得到一个新的64×64的二维矩阵。步骤4：取步骤3生成的二维矩阵奇数行元素分别作为logistic映射初始密钥生成混沌序列。以第一行元素为例，取其元素a11生成混沌序列L1＝{l1，l2，...，l200，...l264本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加密方法，其特征在于：该加密方法为基于二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像的加密方法，通过对尺寸为m×n的图像A通过所述双混沌扩散、二维离散分数阶Fourier变换和Arnold置乱来对图像A进行加密。

【技术特征摘要】
1.一种加密方法，其特征在于：该加密方法为基于二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像的加密方法，通过对尺寸为m×n的图像A通过所述双混沌扩散、二维离散分数阶Fourier变换和Arnold置乱来对图像A进行加密。2.根据权利要求1的加密方法，其特征在于：图像A表示为256×256的灰阶图像，对于不是8的倍数的行列，可用0填充像素值，使行列变成8的倍数。3.根据权利要求1的加密方法，其特征在于：所述双混沌扩散包括：步骤1：首先对图像A进行行列分割，将矩阵A分别割成64×64个8×8的矩阵，且矩阵像素值的范围在[0,255]之间；步骤2：将的像素值范围映射...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国波，姜先值，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44