[发明专利]一种基于改进魔方变换和忆阻混沌的图像加密方法

权利要求书

1.一种基于改进魔方变换和忆阻混沌的图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，读取原始图像的像素值，得到N×N像素矩阵A；

S2，对图像进行预处理，将图像等分成大小相同的6个部分，若不能够进行整除则对较短的边进行补“0”，对应到魔方的6面上，魔方六个面中转动的四个面仅有3种排列组合，用参数p选择为哪一种情况，根据忆阻混沌系统产生的混沌伪随机序列确定参数p，动态选择参与魔方变换的四个面，进行排列得到一个像素值矩阵Q；

S3，以给定的混沌序列为参数，在行方向上对矩阵进行循环位移得到一次加密的矩阵Q₁，令Q＝Q₁，去掉像素值为“0”的点后，根据部分图像的序号将Q还原到A内；

S4，重复步骤S2、步骤S3操作N次，对图像进行部分选取、循环位移N次；

S5，经过上述步骤，得到了一个经过N²次运算的加密矩阵B。

2.如权利要求1所述的一种基于改进魔方变换和忆阻混沌的图像加密方法，其特征在于，采用公式(1)的Chua忆阻混沌系统产生混沌伪随机序列：

其中x、y、z、w为状态变量，系统参数α、β、ξ和状态变量的初始值(0.01,0,0,0)作为密钥，采用步长为0.1的Runge-Kutta方法进行迭代，得到伪随机序列x_i，y_i，z_i，w_i。

3.如权利要求2所述的一种基于改进魔方变换和忆阻混沌的图像加密方法，其特征在于，按照公式

其中[·]为取整函数，得到混沌序列K、KZ，将其转换成矩阵H、HZ，大小皆为N×N；

将序列K对3取模，确定p值；将序列KZ中的数值作为魔方循环位移的参数位移量。

4.如权利要求2所述的一种基于改进魔方变换和忆阻混沌的图像加密方法，其特征在于，还包括：

S6，由式

将二维矩阵B和二维矩阵H进行异或运算，得到加密矩阵M，转化得到加密图像。

5.如权利要求1所述的一种基于改进魔方变换和忆阻混沌的图像加密方法，其特征在于，步骤S3中对矩阵循环位移的量控制在矩阵每一行像素值数量范围以内。