基于Tent映射的混沌流加密方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于Tent映射的混沌流加密方法、装置、设备及介质，其中所述方法包括：将待加密图像转换为以二进制格式表示的明文序列，再获取经过通信双方协商得到的密钥；在Tent映射中设定输出数据精度，再将所述密钥输入至所述Tent映射进行迭代运算，得到初始混沌序列；将所述初始混沌序列进行门限判断，得到以二进制格式表示的混沌序列；将所述明文序列与所述混沌序列进行异或处理，得到所述待加密图像对应的密文序列。本发明专利技术通过采用简单的Tent映射来配合生成密文序列，满足加密实时性、运算复杂度低、安全性强等要求，同时设置在Tent映射中支持不同输出数据精度的选择，可降低硬件资源占用率，适用于低功耗应用场景。适用于低功耗应用场景。适用于低功耗应用场景。

【技术实现步骤摘要】
基于Tent映射的混沌流加密方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及数据加密
，具体是涉及基于Tent映射的混沌流加密方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]现有的数据加密方案通常采用ECC(Elliptic Curve Cryptography，椭圆曲线密码学)算法和AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准)算法，然而这两种算法的加密时间长、运算量大，不适用于低功耗应用场景。
[0003]由于混沌系统具有良好的伪随机特性、轨道不可预测性、对初始状态及控制参数的敏感性等一系列特性，这些特性与密码学的很多要求是吻合的，目前已有研究人员提出利用混沌系统来实现数据加密，Tent映射作为常见的混沌系统也得到广泛应用，但是Tent映射无法适用于不同数据精度的求解，容易造成硬件资源浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供基于Tent映射的混沌流加密方法、装置、设备及介质，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]第一方面，提供一种基于Tent映射的混沌流加密方法，其特征在于，所述方法包括：
[0006]将待加密图像转换为以二进制格式表示的明文序列，再获取经过通信双方协商得到的密钥；
[0007]在Tent映射中设定输出数据精度，再将所述密钥输入至所述Tent映射进行迭代运算，得到初始混沌序列；
[0008]将所述初始混沌序列进行门限判断，得到以二进制格式表示的混沌序列；
[0009]将所述明文序列与所述混沌序列进行异或处理，得到所述待加密图像对应的密文序列。
[0010]进一步地，所述密钥包括与所述Tent映射关联的结构参数和初始值，并且所述结构参数和所述初始值并不相同。
[0011]进一步地，所述结构参数的取值范围为(0,0.5)∪(0.5,1)。
[0012]进一步地，所述输出数据精度包括定点12位数据、定点16位数据、定点24位数据、定点32位数据和浮点数据中的一种。
[0013]进一步地，所述Tent映射的迭代次数与所述明文序列的长度值相关。
[0014]进一步地，所述混沌序列的生成过程为：
[0015]对所述初始混沌序列进行逐个数值判断；若当前数值大于0.5，则将所述当前数值更新为1；若当前数值小于等于0.5，则将所述当前数值更新为0；以此类推，将所述初始混沌序列更新为混沌序列。
[0016]进一步地，所述密文序列的生成过程为：
[0017]获取所述明文序列中的单个第一数值以及所述混沌序列中排列位置相同的单个第二数值，将所述第一数值和所述第二数值进行异或处理，得到密文序列中排列位置相同的单个第三数值；以此类推，得到与所述明文序列相对应的密文序列。
[0018]第二方面，提供一种基于Tent映射的混沌流加密装置，所述装置包括：
[0019]获取模块，用于将待加密图像转换为以二进制格式表示的明文序列，再获取经过通信双方协商得到的密钥；
[0020]迭代运算模块，用于在Tent映射中设定输出数据精度，再将所述密钥输入至所述Tent映射进行迭代运算，得到初始混沌序列；
[0021]门限判断模块，用于将所述初始混沌序列进行门限判断，得到以二进制格式表示的混沌序列；
[0022]异或处理模块，用于将所述明文序列与所述混沌序列进行异或处理，得到所述待加密图像对应的密文序列。
[0023]第三方面，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如第一方面所述的基于Tent映射的混沌流加密方法。
[0024]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于Tent映射的混沌流加密方法。
[0025]本专利技术至少具有以下有益效果：通过使用简单的一维Tent映射作为伪随机数发生器可以在短时间内经过迭代运算生成与明文序列长度相匹配的初始混沌序列，再结合明文序列对该初始混沌序列执行简单的量化操作之后可以得到密文序列，从而满足加密实时性、运算复杂度低、系统安全性强等要求。在一维Tent映射中支持不同输出数据精度的选择，可以降低一维Tent映射在运行过程中对硬件资源的占用率，适用于低功耗应用场景。
附图说明
[0026]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。
[0027]图1是本专利技术实施例中的基于Tent映射的混沌流加密方法的流程示意图；
[0028]图2是本专利技术实施例中的待加密图像在不同输出数据精度下的加密效果图；
[0029]图3是本专利技术实施例中的基于Tent映射的混沌流加密装置的组成示意图；
[0030]图4是本公开实施例中的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数
据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或装置不必限定于清楚列出的那些步骤或单元，而是可以包含没有清楚列出的对于这些过程、方法、产品或装置固有的其他步骤或单元。
[0033]请参考图1，图1是本专利技术实施例提供的基于Tent映射的混沌流加密方法的流程示意图，所述方法包括如下：
[0034]步骤S110、将待加密图像转换为以二进制格式表示的明文序列，再获取经过通信双方协商得到的密钥；
[0035]步骤S120、在Tent映射中设定输出数据精度，再将所述密钥输入至所述Tent映射进行迭代运算，得到初始混沌序列；
[0036]步骤S130、将所述初始混沌序列进行门限判断，得到以二进制格式表示的混沌序列；
[0037]步骤S140、将所述明文序列与所述混沌序列进行异或处理，得到所述待加密图像对应的密文序列。
[0038]在上述步骤S110中，由于所述待加密图像实际是大小为512
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512的8位灰度图像，并且其中每个像素点的数值范围为[0，255]，可以将所述待加密图像转换成长度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Tent映射的混沌流加密方法，其特征在于，所述方法包括：将待加密图像转换为以二进制格式表示的明文序列，再获取经过通信双方协商得到的密钥；在Tent映射中设定输出数据精度，再将所述密钥输入至所述Tent映射进行迭代运算，得到初始混沌序列；将所述初始混沌序列进行门限判断，得到以二进制格式表示的混沌序列；将所述明文序列与所述混沌序列进行异或处理，得到所述待加密图像对应的密文序列。2.根据权利要求1所述的基于Tent映射的混沌流加密方法，其特征在于，所述密钥包括与所述Tent映射关联的结构参数和初始值，并且所述结构参数和所述初始值并不相同。3.根据权利要求2所述的基于Tent映射的混沌流加密方法，其特征在于，所述结构参数的取值范围为(0,0.5)∪(0.5,1)。4.根据权利要求1所述的基于Tent映射的混沌流加密方法，其特征在于，所述输出数据精度包括定点12位数据、定点16位数据、定点24位数据、定点32位数据和浮点数据中的一种。5.根据权利要求1所述的基于Tent映射的混沌流加密方法，其特征在于，所述Tent映射的迭代次数与所述明文序列的长度值相关。6.根据权利要求1所述的基于Tent映射的混沌流加密方法，其特征在于，所述混沌序列的生成过程为：对所述初始混沌序列进行逐个数值判断；若当前数值大于0.5，则将所述当前数值更新为1；若当前数值小于等于0.5，则将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范胜文，王骏超，洪舒，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：