一种基于混沌映射的图像加密算法及系统技术方案

本发明专利技术请求保护一种基于混沌的图像加密算法并对其进行硬件实现,涉及混沌密码学领域。该方法包括：先对图像进行预处理，将其分成若干处理单元(PE)，再对一个处理单元进行四种加密操作，即加变换(Addition)、混合变换(Mixing)、S盒置换(S‑Box)和K变换(Kolmogorov flow)，一次加密完成四个运算，简称为一轮MASK操作。为了达到更好的加密效果，本发明专利技术可以进行多轮加密。解密算法的结构与加密算法的结构不必改变，因为MASK四个操作可以变换位置而使得结果不变，此性质也使得硬件设计更加简单。

An image encryption algorithm and system based on chaotic mapping

The invention requests to protect an image encryption algorithm based on chaos and implement it in hardware, which involves the field of chaotic cryptography. The method includes: first, preprocess the image into a plurality of processing units (PE), and then four kinds of encryption operation on a processing unit, i.e. transform (Addition), (Mixing), S hybrid transform box replacement (S Box) and K transform (Kolmogorov flow), a complete four encryption operations, referred to as a MASK operation. In order to achieve better encryption effect, the invention can be encrypt by multi wheel. The structure of decryption algorithm and the structure of encryption algorithm need not be changed, because the four operations of MASK can transform position to make the result unchanged. This property also makes the hardware design simpler.

【技术实现步骤摘要】
一种基于混沌映射的图像加密算法及系统
本专利技术属于基于混沌的图像加密算法领域，具体涉及一种基于混沌映射的图像加密算法及系统。
技术介绍
基于混沌的图像加密算法即利用混沌映射实现对图像的加密，隐藏明文图像中的信息的目的。随着近年来互联网技术的发展，电子银行、APP、网络会议飞速发展，信息安全领域得到越来越多的关注。私密信息的安全也引起人们的注意。与传统的加密算法相比，基于混沌的加密算法工作在无限的连续实数集上，传统的加密系统有时并不适合图像加密领域，因此基于混沌的图像加密算法为数字图像加密提供了新的思路。基于混沌的图像加密算法的过程通常包括两个阶段，即像素位置的置乱和灰度值的扩散两个阶段，并通过不断重复以上两个阶段达到增强安全性的目的。
技术实现思路
本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种加密和解密过程不需要对硬件基本模块进行修改并且大大节省FPGA实现所需的资源的基于混沌映射的图像加密算法及系统。本专利技术的技术方案如下：一种基于混沌映射的图像加密算法，其包括以下步骤：101、对明文图像进行预处理分割成若干处理单元PE；102、对每个处理单元PE中的元素进行混合操作；即将处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混沌映射的图像加密算法，其特征在于，包括以下步骤：101、对明文图像进行预处理分割成若干处理单元PE；102、对每个处理单元PE中的元素进行混合操作；即将处理单元PE中的每个元素peij加起来得到Sum(PE)，即：Sum(PE)＝∑∑peij  (2.1)然后将Sum(PE)与每个元素进行加操作后的结果替代此元素；即：peij＝Sum(PE)+peij  (2.2)103、对每个处理单元PE中的元素进行加变换；生成与处理单元PE大小相同的密钥K，让K与PE进行加操作，即：C＝PE+K  (2.3)104、以处理单元PE中每个元素的值作为地址，取出S盒在该此地址上的元素替换原元素，即：...

【技术特征摘要】
1.一种基于混沌映射的图像加密算法，其特征在于，包括以下步骤：101、对明文图像进行预处理分割成若干处理单元PE；102、对每个处理单元PE中的元素进行混合操作；即将处理单元PE中的每个元素peij加起来得到Sum(PE)，即：Sum(PE)＝∑∑peij(2.1)然后将Sum(PE)与每个元素进行加操作后的结果替代此元素；即：peij＝Sum(PE)+peij(2.2)103、对每个处理单元PE中的元素进行加变换；生成与处理单元PE大小相同的密钥K，让K与PE进行加操作，即：C＝PE+K(2.3)104、以处理单元PE中每个元素的值作为地址，取出S盒在该此地址上的元素替换原元素，即：peij＝Sbox(peij)(2.4)；105、对每个处理单元PE进行Kolmogorov变换，将处理单元PE中位于坐标(x,y)的元素置乱到处理单元PE中的另一位置Tno(x,y)，即：Tno(x,y)＝(ps(x-Fs)+(ymodps),Fs+(ydivps))(2.5)，其中，o＝(n1,n2,…nk)，即将PE分为k个长度不等的单元块，每个块的长度依次为n1,n2,...,nk；定义Fs＝n1+n2+…+ns，当s＝0时，F0＝0；ps＝Fk/ns106、针对加密的需求对每个处理单元PE重复步骤102-105若干轮次。2.根据权利要求1所述的基于混沌映射的图像加密算法，其特征在于，所述步骤104以处理单元PE中每个元素的值做为S盒的地址具体包括：将处理单元PE中的8个像素作为一个数据来置换S-Bo...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永，赵毅，曹慧英，周庆，邓江洲，郭慧芳，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50