[发明专利]基于放射形扩散的图像加密方法

说明书

一种基于放射形扩散的图像加密方法，属于信息加密领域。数字图像信息在互联网上传输很容易，但在实践中信息泄露也是常见的。为保障图像内容在网络中传输的高安全性，本发明提出了一种基于放射形扩散的图像加密方法。该方法采用置乱‑扩散框架。其中，置乱阶段用混沌序列对图像进行像素级置乱；扩散阶段将图像中每个像素值的8个比特和整数混沌序列中每个元素的8个比特进行异或运算，设计了一种放射形结构的比特级扩散规则，包括两位放射扩散、四位放射扩散和八位放射扩散，共三级扩散。实验结果和方法分析表明：该方法有着很好的统计特性和加密效果，有效提高加密方法的安全性。

技术领域

本发明涉及一种信息加密技术，特别是涉及一种图像加密方法。

背景技术

随着网络技术的飞速发展，携带大量信息的数字图像将在各种通信网络中越来越频繁地传输。同时，盗窃和篡改数字图像内容也是常见的。这导致人们对信息安全的担忧，从而激发对图像加密的研究。目前，一些加密算法仍存在安全性弱或效率低等问题，设计一种安全且高效的图像加密方法已成为相关领域学者的研究重点。

为保障图像在网络中的安全传输，结合图像每个像素值的8个比特和整数混沌序列每个元素的8个比特，设计了一种用放射形结构进行的比特级扩散规则，提出了一种基于放射形扩散的图像加密方法。该方法利用三级放射形结构进行扩散操作，实现强扩散的目的，有效地提高了加密的安全性。

发明内容

本发明的目的：针对现有的图像加密方法存在的安全性弱问题，提出一种基于放射形扩散的图像加密方法。

本发明的技术方案：为实现上述发明目的，采用的技术方案为基于放射形扩散的图像加密方法，令发送方为Alice，接收方为Bob；Alice的加密步骤详述如下：

步骤1：生成混沌序列：令原始灰色图像I，其大小为m×n，采用二维逻辑正弦耦合映射（Two-Dimensional Logistic-Sine-Coupling Map，2D-LSCM），如公式（1）所示，产生4个混沌序列；具体为：随机选取初始值x₀¹和y₀¹，迭代该映射m×n次，可得2个长度为mn的混沌序列X¹={x¹_i}和Y¹={y¹_i}；随机选取初始值x₀²和y₀²，迭代该映射m×n次，可得2个长度为mn的混沌序列X²={x²_i}和Y²={y²_i}；

， （1）