基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法、解密方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法、解密方法，加密方法包括：获取明文图像；确定适应度函数，并利用遗传算法计算其最优解，获得系统状态变量的初始值；将系统状态变量的初始值代入超混沌系统的模型，生成密码流；将明文图像划分为尺寸相同的多个第一子块后，将每个第一子块中的像素点排列形成一维图像矩阵序列；基于密码流和一维图像矩阵序列，对各第一子块进行置乱及扩散加密，得到中间密文图像；基于密码流对中间密文图像进行置乱及扩散加密，得到最终的密文图像。本发明专利技术不仅能够解决超混沌系统的周期问题，还增强了密钥的安全性，通过对明文图像从局部到整体的置乱和扩散，使加密后的密文图像具有良好的安全性。具有良好的安全性。具有良好的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法、解密方法


[0001]本专利技术属于图像加密
，具体涉及一种基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法、解密方法。

技术介绍

[0002]随着计算机与信息化技术的快速发展，互联网及其相关产品为人们衣食住行等各方面带来了极大便利，在使用享受这些便利的同时，一些容易忽视的安全问题也逐渐显现出来，各类主体用各种方式不断挖掘和利用个人信息，导致某些敏感或重要信息极易被泄露。
[0003]在众多信息交流方式中，拥有直观、具体和生动等优点的数字图像被广泛应用于各大领域。如今，在信息泄密日益严重的情况下，如果选择直接发送数据或者使用不安全的通信方式，则极易被别有用心的攻击者截获并破译，对通信双方造成不可估计的严重后果。因此，保证数字图像传播过程中的安全性至关重要。相关技术中，DES(Data Encryption Standard，数据加密标准)、AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准)等加密算法被应用于图像加密，然而，这些方法不仅耗时较长，加密效果也不理想。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法，其特征在于，包括：获取灰度图像并将其作为明文图像；确定适应度函数，并利用遗传算法计算所述适应度函数的最优解，获得超混沌系统中系统状态变量的初始值；将所述系统状态变量的初始值代入所述超混沌系统的模型，生成用于加密的密码流；将所述明文图像划分为尺寸相同的多个第一子块后，将每个所述第一子块中的像素点排列形成一维图像矩阵序列；基于所述密码流和所述一维图像矩阵序列，对各所述第一子块进行置乱及扩散加密，得到中间密文图像；基于所述密码流对所述中间密文图像进行置乱及扩散加密，得到最终的密文图像。2.根据权利要求1所述的基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法，其特征在于，所述适应度函数表示为：式中，M1、N1分别表示明文图像的行数和列数，P(i1,j1)表示所述明文图像中位于第i1行、第j1列的像素点，B(i1,j1)表示随机生成的初始密码流，所述初始密码流的尺寸与所述明文图像的尺寸相同，Sign(
·
)表示符号函数。3.根据权利要求1所述的基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法，其特征在于，将所述系统状态变量的初始值代入所述超混沌系统的模型，生成密码流的步骤，包括：将所述系统状态变量的初始值代入所述超混沌系统的模型，生成七维的混沌序列其中，q＝1,2,3,4,5,6,7，M1、N1分别表示所述明文图像的行数和列数；按照如下公式处理所述混沌序列以将生成的密码流的取值范围控制在[0,255]之内：内：其中，为混沌序列的一次处理结果，为二次处理后生成的密码流，floor(
·
)表示取整，mod表示取模，i1＝1,2,...,M1×
N1。4.根据权利要求3所述的基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法，其特征在于，按照如下公式将所述系统状态变量的初始值代入所述超混沌系统的模型：
式中，c1、c2、c3、c4、c5、c6和c7表示所述系统状态变量的初始值，k、m、l、n、o、w、t1、t2、h和u表示所述超混沌系统的预设控制参数，u表示所述超混沌系统的预设控制参数，和表示所述七维的混沌序列的值。5.根据权利要求3所述的基于超混沌系统与遗传算法的图像加密方法，其特征在于，所述明文图像被划分为尺寸相同的2
×
2个第一子块；基于所述密码流和所述一维图像矩阵序列，对各所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：方鹏飞，严实，赵敏，王煜翔，张冠男，李梦君，
申请(专利权)人：陕西物流集团产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：