一种安全高效的数字图像加密方法技术

本发明专利技术涉及一种安全高效的数字图像加密方法，包括以下步骤：1)使用三维Chen系统生成加密所需的第一～三组混沌状态变量；2)利用第一组混沌状态变量对原文进行置乱加密，扰乱像素点的位置，产生置乱密文；3)利用第二～三组混沌状态变量对置乱密文进行扩散加密，生成最终的密文。本发明专利技术引入了Chen系统，Chen系统是三维混沌系统，拥有优良的混沌特性、更高的密钥敏感性和不可预测性，以及更大的密钥空间，将能有效提升系统的加密性能；引入了原文相关的参数用以扰乱置乱矩阵的产生过程，引入了高强度扩散方程，能有效保障加密系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种安全高效的数字图像加密方法
本专利技术涉及一种数字图像加密领域，具体为一种安全高效的数字图像加密方法。
技术介绍
伴随着计算机与现代通信技术的飞速发展，以数字图像为代表的多媒体信息因其具有直观、生动、形象等特点，已成为互联网信息中一种最为常见的表达方式，渗透到银行、医疗、交通、购物、社交等生活的方方面面。与日益突出的重要性伴随而来的是越发严峻的安全威胁，由于图像信息往往涉及军事、政治、金融、医疗、商业等众多领域的敏感信息，其在开放互联网下的传输和存储存在着巨大的安全隐患，极易遭受非法访问、窃取、篡改、阻截等网络安全攻击。第39次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，2016年遭遇过安全事件的用户占比达到全部网民的70.5％，认为上网环境“不太安全”和“很不安全”的用户比例高达20.3％；全国感染过病毒木马程序的PC机数量为2.47亿台，每月受病毒木马程序影响的PC机数量在4000万台至5500万台之间；另据相关统计，2015年因各类网络信息安全事件造成的损失高达915亿元。此外，作为一种重要的战略资源，信息安全事关国家政治安全、经济安全、社会安全、文化安全和国防安全，成为21世纪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全高效的数字图像加密方法，其特征在于包括以下步骤：1)使用三维Chen系统生成加密所需的第一～三组混沌状态变量；2)利用第一组混沌状态变量对原文进行置乱加密，扰乱像素点的位置，产生置乱密文；3)利用第二～三组混沌状态变量对置乱密文进行扩散加密，生成最终的密文。

【技术特征摘要】
1.一种安全高效的数字图像加密方法，其特征在于包括以下步骤：1)使用三维Chen系统生成加密所需的第一～三组混沌状态变量；2)利用第一组混沌状态变量对原文进行置乱加密，扰乱像素点的位置，产生置乱密文；3)利用第二～三组混沌状态变量对置乱密文进行扩散加密，生成最终的密文。2.按权利要求1所述的安全高效的数字图像加密方法，其特征在于：步骤1)中，Chen系统方程如下：其中，a、b、c为第一～三控制参数，x、y、z为第一～三系统变量；当a＝35，b＝3，c∈[20,28.4]时，系统处于混沌状态，第三控制参数c和首次迭代时输入的第一～三系统变量x0、y0、z0作为系统密钥，即系统密钥为(x0,y0,z0,c)；设待加密的图像为P，其大小为M×N，M和N分别代表图像的长度和宽度；三维Chen系统生成加密所需的混沌状态变量包括以下过程：101)建立3个数组，分别记为X、Y和Z，数组长度为M×N，其元素分别设为X(i)、Y(i)和Z(i)(0≤i≤M×N-1)，用于存储混沌系统迭代时产生的x、y和z的数值；102)输入系统密钥(x0,y0,z0,c)，迭代Chen系统即式(1)N0次，使系统充分进入混沌状态；103)继续迭代混沌系统M×N次，并将迭代产生的x,y和z的值分别放入数组X、Y和Z中，即为第一～三组混沌状态变量。3.按权利要求2所述的安全高效的数字图像加密方法，其特征在于：N0为常量，N0≥300。4.按权利要求1所述的安全高效的数字图像加密方法，其特征在于：步骤2)中，利用第一组混沌状态变量，即数组X，对原文进行置乱加密，扰乱像素点的位置，产生置乱密文，置乱过程中将原文和置乱密文均视作一维序列，分别采用P＝{P(0),P(1),…,P(M×N-1)}，C＝{C(0),C(1),…,C(M×N-1)}表示原文和置乱密文的像素点；201)计算原文所有像素的平均像素值，即g＝mean(P)，(2)其中mean函数为取均值函数，g为原文像素的平均值；202)对数组X进行量化，产生置乱序列，量化方程为：K1(i)＝i+mod[(abs(X(i))-floor(abs(X(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊鑫，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21