[发明专利]一种可压缩的六维无简并超混沌图像保密系统及方法

权利要求书

1.一种可压缩的六维无简并超混沌图像加密系统，其特征在于，包括图像存储介质、图像加密装置、图像解密装置、加密端数据缓存装置、解密端数据缓存装置、图像显示装置；所述图像加密装置包含加密端SOPC以及加密端数据缓存装置；加密端SOPC 内的FPGA用于对加密超混沌系统进行离散化，以产生加密端超混沌序列;结合加密端超混沌序列，加密端SOPC 内的ARM处理器完成明文数据的加密，加密端离散化后的超混沌序列、加密过程产生的中间数据以及加密后的数据均存放于加密端数据缓存装置；所述图像解密装置包含解密端SOPC以及解密端数据缓存装置；解密端SOPC 内的FPGA用于对解密端超混沌系统进行离散化，用于产生解密超混沌序列；结合解密端超混沌序列，解密端SOPC 内的ARM处理器完成密文数据的解密，解密端离散化后的混沌序列、解密过程中产生的中间数据以及解密后的数据均存放于解密端数据缓存装置中；所述图像显示装置用于显示解密端数据缓存装置中存放的解密数据。

2.本发明还提供了一种可压缩的六维无简并超混沌图像保密方法，其特征在于，加密方法包含如下步骤：

步骤1：读取大小为w×h的图像形成图像矩阵A_w×h，根据图像矩阵计算无简并超混沌系统初始值P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆；

步骤2：构建加密端六维无简并超混沌系统，对所构建的超混沌系统离散化，并迭代次N₀+w'h'，舍弃前N₀次迭代值，得到6个含有w'h'个元素的向量，分别为X_1×w'h', Y_1×w'h',Z_1×w'h', U_1×w'h', V_1×w'h', W_1×w'h'；

步骤3：将图片矩阵A_w×h均匀分割成32×32的图像变换块，每个图像变换块均进行整数DCT (Discrete Cosine Transform, 离散余弦变换)形成DCT系数矩阵I_w×h；

步骤4：截取系数矩阵I_w×h形成压缩系数矩阵C_w'×h'，并将压缩系数矩阵进行除法和求模运算，形成商数矩阵和模数矩阵DA_w'×h', MA_w'×h'；

步骤5：选取向量X_1×w'h', Y_1×w'h'，将向量X_1×w'h', Y_1×w'h'的元素值分别映射为行索引ID_r和列索引ID_c，使用行ID_r和列索引ID_c对矩阵DA_w'×h', MA_w'×h'进行置乱操作，形成矩阵D_w'×h',M_w'×h'；

步骤6：选取X_1×w'h', Y_1×w'h', Z_1×w'h', U_1×w'h'向量将其融合向量VF_1×w'h'，并利用向量VF_1×w'h'及常数C₁对D_w'×h', M_w'×h'进行正向扩散操作，形成矩阵DFD_w'×h', DFM_w'×h'；

步骤7：选取向量Z_1×w'h', U_1×w'h', V_1×w'h', W_1×w'h'将其融合为向量VB_1×w'h' , 并利用向量VB_1×w'h'及常数C₂对矩阵DFD_w'×h', DFM_w'×h'进行逆向扩散操作，形成矩阵DBD_w'×h',DBM_w'×h' ，DBD_w'×h', DBM_w'×h'即为密文数据。