[发明专利]基于二维指数-正弦超混沌系统的视频流加密系统

权利要求书

1.一种基于二维指数-正弦超混沌系统的视频流加密系统，其特征在于，包括构建2D-ES超混沌系统和基于2D-ES超混沌系统的视频流加密算法；

所述2D-ES超混沌系统的迭代公式，如公式(1)所示：

其中，控制参数a,b满足a∈[0,0.4],b∈[0,1.7]，初始值x₀,y₀满足x₀∈[0,1]，y₀∈[0,2]时，系统处于超混沌状态；

基于2D-ES超混沌系统的视频流加密算法，包括如下步骤：

1)首先对视频流数据进行逐帧提取；

2)再对提取后的帧图像数据进行RGB多通道提取；

3)之后对抽取出的单通道图像数据进行混沌加密；

4)将加密后的单通道图像数据重写回图像当中；

5)在上述加密步骤结束后，将加密后的帧图像重新拼接为加密视频流。

2.根据权利要求1所述的基于二维指数-正弦超混沌系统的视频流加密系统，其特征在于，对抽取出的单通道图像数据进行混沌加密时，采用了“置乱-扩散-置乱”的加密策略；所述混沌加密的步骤包括第一轮置乱加密、扩散加密和第二轮置乱加密。

3.根据权利要求2所述的基于二维指数-正弦超混沌系统的视频流加密系统，其特征在于，所述第一轮置乱加密，包括如下步骤：

步骤1)：在对所述单通道图像数据进行置乱操作时，首先利用2D-ES超混沌系统生成离散数据序列(x_n,y_n)，设置初始值(x₀,y₀)＝(0.74,1.38)，控制参数(a,b)＝(0.15,1.27)；迭代轮次为M*N+5000，其中M，N为所述单通道图像数据的宽、高值，将序列中前5000点数据废弃不用；

在完成上述操作后，对生成的离散数据序列(x_n,y_n)进行去重处理，将去重后的x_n序列作为图像置乱的行坐标，y_n序列作为图像置乱的列坐标，来对单图像数据进行空间置乱操作；具体置乱操作如公式(2)所示：

p(x_i,y_j)＝p′(x_ni,y_mj)                     (2)

步骤2)：在完成了上述操作后，将从步骤1)中获得的置乱后的单通道图像数据p沿列方向展开为一维序列数据；

再利用由如下初始值(x₀,y₀)＝(0.15,1.7)与控制参数(a,b)＝(0.23,1.5)构成的2D-ES超混沌系统生成的用于第一轮加密的离散加密序列，来对空间置乱后的单通道图像数据p进行加密；2D-ES超混沌系统生成的离散加密序列(x_n,y_n)长度为M*N+10000，其中M，N为所述单通道图像数据的宽、高值，将序列中前8000点数据废弃不用；

步骤3)：先将所述单通道图像数据进行坐标置乱后得到数据图像Q，再将步骤2)中获得的离散加密序列(x_n,y_n)与图像数据Q进行双螺旋加密，具体双螺旋加密如公式(3)所示：

Q′＝Q ⊕ x_n^-1⊕ y_n⊕ x_n⊕ y_n^-1             (3)

其中x_n^-1,y_n^-1由离散序列x_n,y_n逆序排列得到，Q′为加密后的单通道图像数据；

通过上述步骤，即可完成第一轮置乱加密操作，得到第一轮置乱加密后的单通道图像数据Q′。