The invention discloses an image encryption method based on chaos mapping and bit recombination, first generate a pseudo-random sequence by Tent chaotic map, and then turn into the global bit plaintext image scrambling, the bit pixel matrix after the chaos block Henon mapping scrambling, finally the cipher image finally after a simple diffusion. The scrambling sequence is related to the content of the plaintext image, so it can effectively resist the choice of plaintext attack. At the same time, the method has good diffusivity, it can effectively resist statistical analysis and differential attack, and the key space is also able to resist exhaustive attack.
【技术实现步骤摘要】
一种基于混沌映射和比特重组的图像加密方法
本专利技术涉及信息安全的图像保密技术,具体涉及一种基于混沌映射与比特重组的图像加密方法。
技术介绍
随着互联网技术的迅猛发展,极大地促进了数字图像的传输量,这些数字图像很多都涉及到个人、企业、军事等各方面的安全隐私,因此,图像的安全性已成为一个各界广泛关注的重要问题。图像加密是解决各种图像安全问题的一种有效的方法。在过去的十几年,许多经典的图像加密方法已经被提出。这些方法主要有两种,分别是基于像素的图像加密方法,以及基于比特的图像加密方法。对于基于像素的图像加密方法,根据他们的体系结构可以分为三种主要方法类型,分别是只进行像素的置乱,只进行扩散的,以及置乱和扩散都进行的三种方法类型。只进行像素位置的置乱由于方法的计算复杂性比较低,所以方法的效率相对较高,但是这种方法只是改变了像素的位置而没有改变像素的值,置乱后图像的直方图不变,方法很容易受到统计分析的攻击。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的不足,提供一种基于混沌映射与比特重组的图像加密方法,能够抵抗选择明(密)文攻击,解决比特面0比特和1比特置乱时的位置限制,实现比特的全局重组本专利技术增加对像素值的改变,增强加密系统的安全性。技术方案:本专利技术一种基于混沌映射与比特重组的图像加密方法,依次包括以下三个步骤:(1)第一次置乱:将灰度图像转化为像素矩阵,然后分别进行整行置乱和整列置乱得到完整的置乱矩阵;(2)第二次置乱:将步骤(1)所得置乱矩阵分成若干对应的比特矩阵,并对比特矩阵分别使用Henon映射进行置乱,将置乱后的每个比特矩阵 ...
【技术保护点】
一种基于混沌映射与比特重组的图像加密方法,其特征在于:依次包括以下三个步骤:(1)第一次置乱:将灰度图像转化为像素矩阵,然后分别进行整行置乱和整列置乱得到完整的置乱矩阵;(2)第二次置乱:将步骤(1)所得置乱矩阵分成若干对应的比特矩阵,并对比特矩阵分别使用Henon映射进行置乱,将置乱后的每个比特矩阵进行迭代以及合并,得到中间密文图像;(3)扩散:对步骤(2)所得中间密文图像进行加密得到最终的密文图像。
【技术特征摘要】
1.一种基于混沌映射与比特重组的图像加密方法,其特征在于:依次包括以下三个步骤:(1)第一次置乱:将灰度图像转化为像素矩阵,然后分别进行整行置乱和整列置乱得到完整的置乱矩阵;(2)第二次置乱:将步骤(1)所得置乱矩阵分成若干对应的比特矩阵,并对比特矩阵分别使用Henon映射进行置乱,将置乱后的每个比特矩阵进行迭代以及合并,得到中间密文图像;(3)扩散:对步骤(2)所得中间密文图像进行加密得到最终的密文图像。2.根据权利要求1所述的基于混沌映射与比特重组的图像加密方法,其特征在于:所述步骤(1)中第一次置乱的具体过程为:(1.1)选取一幅大小为M×N的灰度级数字图像,计算图像中像素值的总和,并记作sum,设定Tent混沌系统的控制参数μ和Tent混沌系统初始迭代的次数k,Tent混沌系统的表达式如下:其中,x(n)是状态变量,x(n)∈(0,1),n是迭代次数u∈(0,2),当μ>1时,系统处于混沌状态;(1.2)将像素矩阵中每个像素转换成八位二进制数,形成比特数字图像矩阵;(1.3)输入初始密钥x0,x(0)∈(0,1),并根据步骤(1.1)中设定的控制参数μ,Tent混沌系统进行k次迭代,消除初态效应的影响;(1.4)Tent混沌系统继续迭代M次,由此产生长度为M的混沌序列E{e1,e2,e3,…eM},该混沌序列中的值均在0到1之间;(1.5)将步骤(1.4)生成的混沌序列E按升序排序,从而得到一个位置向量EP{ep1,ep2,ep3,…epM},利用生成的位置向量EP,对已经转成比特的数字图像矩阵进行整行置乱;(1.6)Tent混沌系统继续迭代8×N次,由此产生的长度为8×N的混沌序列F{f1,f2,f3,…fM},将序列F按升序排序之后得到相应的位置向量FP{fp1,fp2,fp3,…fpM},利用FP对步骤(1.5)中行置乱后的数字图像矩阵进行整列置乱。3.根据权利要求1所述的基于混沌映射与比特重组的图像加密方法,其特征在于:所述步骤(2)中第...
【专利技术属性】
技术研发人员:平萍,李健华,毛莺池,许国艳,戚荣志,吕鑫,
申请(专利权)人:河海大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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