[发明专利]一种彩色图片加密方法及装置

权利要求书

1.一种彩色图片加密方法，其特征在于，包括：

获取到明文图像的四种灰度图像对应的四个一维向量，将四个所述一维向量生成二维矩阵；

将获取到的初始密钥进行迭代运算得到第一混沌序列和第二混沌序列，所述迭代运算包含二维Henon映射和二维Logistic映射；

通过所述第一混沌序列随机提取所述二维矩阵的像素点，根据提取得到的所述像素点与所述第二混沌序列进行运算得到第三混沌序列；

通过四维Lorenz映射根据所述第三混沌序列进行运算得到第四混沌序列，并对所述第四混沌序列进行向下取整运算得到加密密码；

通过所述加密密码对所述灰度图像分别进行前向扩散，再通过三维Baker映射对扩散后的灰度图像进行置乱，然后通过所述加密密码对置乱后的灰度图像进行后向扩散得到密文图像；

所述对所述第四混沌序列进行向下取整运算得到加密密码具体为：

通过预置第三公式组对所述第四混沌序列进行向下取整运算得到六个加密密码，所述六个加密密码为第一密码、第二密码、第三密码、第四密码、第五密码和第六密码；

其中，所述预置第三公式组为：

X(m,n)＝(floor(((x_(m-1)×N+n+500)mod1)×10¹³)modM)+1

Y(m,n)＝(floor(((y_(m-1)×N+n+500)mod1)×10¹³)modN)+1

Z(m,n)＝(floor(((z_(m-1)×N+n+500)mod1)×10¹³)modM)+1

W(m,n)＝(floor(((w_(m-1)×N+n+500)mod1)×10¹³)modN)+1

U(m,n)＝(floor(((x_(m-1)×N+n+y_(m-1)×N+n+500)mod1)×10¹³)modM)+1

V(m,n)＝(floor(((z_(m-1)×N+n+w_(m-1)×N+n+500)mod1)×10¹³)modN)+1

式中，x_(m-1)×N+n∈x_i，y_(m-1)×N+n∈y_i，z_(m-1)×N+n∈z_i，w_(m-1)×N+n∈w_i，x_i,y_i,z_i,w_i为第四混沌序列，i＝1,2,…,M×N，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，M×N为单个灰度图像的总像素点个数，M为行数，N为列数；

所述通过所述加密密码对所述灰度图像分别进行前向扩散具体包括：

获取所述明文图像的三种所述灰度图像，三种所述灰度图像包括R灰度图像、G灰度图像和B灰度图像；

通过预置第四公式组根据所述第一密码对R灰度图像进行前向扩散，通过预置第五公式组根据所述第二密码对G灰度图像进行前向扩散，预置第六公式组根据所述第三密码对B灰度图像进行前向扩散；

其中，所述预置第四公式组为：

A(1,1,1)＝(P(1,1,1)+X(1,1)+r₁)mod256

A(1,n,1)＝(P(1,n,1)+A(1,n-1,1)+X(1,n))mod256

A(m,1,1)＝(P(m,1,1)+A(m-1,1,1)+X(m,1))mod256

A(m,n,1)＝(P(m,n,1)+A(m-1,n,1)+A(m,n-1,1)+X(m,n))mod256

式中，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，P(m,n,1)为R灰度图像第m行第n列个像素点，A(m,n,1)为前向扩散后的R灰度图像第m行第n列个像素点，r₁为随机整数且r₁∈[0,255]；

所述预置第五公式组为：

A(1,1,2)＝(P(1,1,2)+A(M,N,1)+Y(1,1)+r₁)mod256

A(1,n,2)＝(P(1,n,2)+A(1,n-1,2)+Y(1,n))mod256

A(m,1,2)＝(P(m,1,2)+A(m-1,1,2)+Y(m,1))mod256

A(m,n,2)＝(P(m,n,2)+A(m-1,n,2)+A(m,n-1,2)+Y(m,n))mod256

式中，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，P(m,n,2)为G灰度图像第m行第n列个像素点，A(m,n,2)为前向扩散后的G灰度图像第m行第n列个像素点，r₁为随机整数且r₁∈[0,255]；

所述预置第六公式组为：

A(1,1,3)＝(P(1,1,3)+A(M,N,2)+Z(1,1)+r₁)mod256

A(1,n,3)＝(P(1,n,3)+A(1,n-1,3)+Z(1,n))mod256

A(m,1,3)＝(P(m,1,3)+A(m-1,1,3)+Z(m,1))mod256

A(m,n,3)＝(P(m,n,3)+A(m-1,n,3)+A(m,n-1,3)+Z(m,n))mod256

式中，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，P(m,n,3)为B灰度图像第m行第n列个像素点，A(m,n,3)为前向扩散后的B灰度图像第m行第n列个像素点，r₁为随机整数且r₁∈[0,255]；

所述再通过三维Baker映射对扩散后的灰度图像进行置乱具体为：

通过三维Baker映射根据所述第一密码和所述第六密码对扩散后的所述R灰度图像、所述G灰度图像和所述B灰度图像进行置乱；

所述然后通过所述加密密码对置乱后的灰度图像进行后向扩散得到密文图像具体为：

通过预置第七公式组根据所述第六密码对置乱后的所述B灰度图像进行后向扩散，通过预置第八公式组根据所述第五密码对置乱后的所述G灰度图像进行后向扩散，预置第九公式组根据所述第四密码对置乱后的所述R灰度图像进行后向扩散，得到密文图像；

其中，所述预置第七公式组为：

D(M,N,3)＝(B(M,N,3)+V(M,N)+r₂)mod256

D(M,n,3)＝(B(M,n,3)+D(M,n+1,3)+V(M,n))mod256

D(m,N,3)＝(B(m,N,3)+D(m+1,N,3)+V(m,N))mod256

D(m,n,3)＝(B(m,n,3)+D(m+1,n,3)+D(m,n+1,3)+V(m,n))mod256

式中，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，B(m,n,3)为置乱后的B灰度图像，r₂为随机整数且r₂∈[0,255]；

所述预置第八公式组为：

D(M,N,2)＝(B(M,N,2)+D(1,1,3)+U(M,N)+r₂)mod256

D(M,n,2)＝(B(M,n,2)+D(M,n+1,2)+U(M,n))mod256

D(m,N,2)＝(B(m,N,2)+D(m+1,N,2)+U(m,N))mod256

D(m,n,2)＝(B(m,n,2)+D(m+1,n,2)+D(m,n+1,2)+U(m,n))mod256

式中，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，B(m,n,2)为置乱后的G灰度图像，r₂为随机整数且r₂∈[0,255]；

所述预置第九公式组为：

D(M,N,1)＝(B(M,N,1)+D(1,1,2)+W(M,N)+r₂)mod256

D(M,n,1)＝(B(M,n,1)+D(M,n+1,1)+W(M,n))mod256

D(m,N,1)＝(B(m,N,1)+D(m+1,N,1)+W(m,N))mod256

D(m,n,1)＝(B(m,n,1)+D(m+1,n,1)+D(m,n+1,1)+W(m,n))mod256

式中，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，B(m,n,1)为置乱后的R灰度图像，r₂为随机整数且r₂∈[0,255]。