[发明专利]一种基于主成分分析和Henon映射的管理编码加解密方法

权利要求书

1.一种基于主成分分析和Henon映射的管理编码加解密方法，其特征在于：

加密过程包括以下步骤：

S1、将动力电池全生命周期的溯源管理系统中的动力电池回收信息按QR码制编码生成QR码图像，并转化成只包含(0，1)的矩阵N；

S2、随机生成等字符长度的无意义信息按QR码制编码，生成QR码图像，并转化成只包含(0，1)的矩阵M；

S3、使用Arnold算法对矩阵N进行空间置乱，生成密钥key1存储到数据库中，得到置乱后的矩阵P；

根据Aronld算法对矩阵N_100×100进行空间置乱，如公式1：

其中a，b为置乱参数，n为迭代次数，N为图像宽高，x_n，y_n为原图像素位置，x_n+1，y_n+1为置乱后图像像素位置；

确定参数a,b和迭代次数n作为密钥key1，取a＝b＝1,n＝500；

S4、对矩阵M进行分块处理，并对处理后的图像进行主成分分析，将分析结果合并得到主成分矩阵T；

S5、使用加法嵌入原则将矩阵P嵌入到系数T中，选择最佳嵌入强度系数进行嵌入，生成密钥key2存储到数据库中，将嵌入结果使用主成分分析逆变换，得到嵌入后的矩阵Q；

所述最佳嵌入强度系数根据：

T′＝T+aP

其中a为嵌入强度，T为主成分矩阵，P为待嵌入矩阵，T′为嵌入后矩阵，当a过大时数字水印算法鲁棒性会增加，而隐藏效果会降低，故经实验进行筛选，得到最佳嵌入强度系数a＝0.06；

S6、确定Henon映射的四个初始参数，生成密钥key3存储到数据库中，使用Henon映射得到一个与矩阵Q同大小的二维混沌矩阵R；

根据Henon映射表达式生成二维混沌矩阵，如公式9所示：

其中x(n)，y(n)为当前矩阵元素，x(n+1)，y(n+1)为迭代后矩阵元素，n为迭代次数，a，b为Henon映射系数；

其中Henon映射的状态由x₀,y₀,a,b四个参数确定，且在0a1.4，0.2b≤0.314时，该系统进入混沌状态，生成的序列难以预测；四个参数的初值选为x₀＝0,y₀＝0,a＝0.3,b＝0.314，这四个参数值作为密钥key3保存；此时生成的二维混沌矩阵为R；

S7、将得到的矩阵R与矩阵Q按位做加法运算，S＝Q+R结果即为加密后矩阵，将S转换为灰度图后，最后加入透视变换改变图像形状，加密过程结束；

解密过程包括以下步骤：

P1、从数据库中读取密钥key3，输入Henon映射矩阵的四个初始参数，得到加密矩阵R，将矩阵R与矩阵S进行减法运算，得到矩阵Q；

P2、从数据库中读取密钥key2，对矩阵Q使用主成分分析，分离出嵌入前矩阵P；

P3、从数据库中读取密钥key1，输入Arnold算法参数，并利用该算法的逆变求解原理恢复出原始QR码矩阵N，解密过程结束。

2.根据权利要求1所述的基于主成分分析和Henon映射的管理编码加解密方法，其特征在于：加密后的QR码矩阵S能够通过透射变换改变图像形状使图像更加混乱。