【技术实现步骤摘要】
一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法
[0001]本专利技术涉及图像加密
，特别指一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法。
技术介绍
[0002]随着互联网和多媒体技术的发展，数字图像的传播和影响范围不断延伸，每天都有大量的数字图像在互联网上传输、共享以及存储。如何确保涉及如军事、金融、政治、医疗等敏感信息的数字图像在传输和存储过程的安全性，一直是信息安全中的热门研究内容，保护数字图像最直接的方式就是进行加密。但由于数字图像不同于文本信息，具有相关性强、数据量大、冗余度高等特点，用于文本加密的RSA、数据标准加密(DES)、高级加密标准(AES)、国际数据加密算法(IDEA)等加密算法不适合数字图像的加密，使得数字图像在传输和存储过程中存在极大的安全隐患。
[0003]因此，如何提供一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，实现提升图像加密的安全性，成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S10、获取彩色图像文件，对所述彩色图像文件进行哈希计算得到哈希值作为系统密钥，基于所述哈希值计算系统参数P；步骤S20、基于所述哈希值生成四维超混沌映射的四个初始值，基于各所述初始值得到四组混沌伪随机序列；步骤S30、基于所述混沌伪随机序列以及系统参数P提取长度为256的序列W
z
，并利用所述序列W
z
以及使用AES算法的S盒生成混沌S盒；步骤S40、对所述彩色图像文件进行Arnold置乱得到置乱图像I
s
，利用所述混沌S盒对置乱图像I
s
进行字节代换得到代换图像I
su
；步骤S50、利用所述混沌伪随机序列以及系统参数P，对所述代换图像I
su
中RGB的三个分量进行图像扩散加密得到三个密文数据，基于各所述密文数据得到加密图像I
enc
。2.如权利要求1所述的一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，其特征在于：所述步骤S10具体为：获取大小为m
×
n的RGB格式的彩色明文图像文件，利用哈希函数SHA
‑
256对所述彩色明文图像文件进行哈希计算得到256位的哈希值，将所述哈希值进行32等分并存储为矩阵K，对所述矩阵K求和得到系统参数P：P＝sum(K(1:32))。3.如权利要求1所述的一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，其特征在于：所述步骤S20具体包括：步骤S21、将所述哈希值均分为8个子哈希值K(1:4)、K(5:8)、K(9:12)、K(13:16)、K(17:20)、K(21:24)、K(25:28)以及K(29:32)；步骤S22、基于各所述子哈希值计算得到四维超混沌映射的四个初始值x0、y0、z0、w0：x0＝sum(K(1:4)/mean(K(5:8)))/4；y0＝(sum(K(9:12))
‑
max(K(13:16)))/4/256；z0＝max(bitxor(K(17:20),K(21:24)))/256；w0＝mean(bitxor(K(25:28),K(29:32)))/256；步骤S23、将各所述初始值代入四维超混沌映射进行迭代m
×
n+10000次，得到四组混沌伪随机序列X＝{x
n
}、Y＝{y
n
}、Z＝{z
n
}、W＝{w
n
}。4.如权利要求1所述的一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，其特征在于：所述步骤S20中，所述四维超混沌映射的公式为：其中x
n
、y
n
、z
n
、w
n
均表示系统状态值；a、b、c、h、k、e均表示映射系数。5.如权利要求3所述的一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，其特征在于：所述步骤S30具体包括：步骤S31、将所述混沌伪随机序列W＝{w
n
}迭代的前3
×
P个数据舍弃后，按序提取长度为
256的序列W
z
；步骤S32、将所述序列W
z
向左移4位，并对256取模计算，最后进行降序排序，获取排序后的索引序列W
zb
；步骤S33、通过使用AES算法的S盒对所述排序索引序列W
zb
进行字节代换后，得到混沌S盒。6.如权利要求5所述的一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，其特征在于：所述步骤S30中，所述混沌S盒的计算公式为：其中sort()表示排序函数；sub_bytes()表示字节代换...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐加能，陈锦源，汤盈慧，黄诚惕，黄婷婷，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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