[发明专利]基于指数放大器与改进Zigzag变换的加密方法

权利要求书

1.基于指数放大器与改进Zigzag变换的加密方法，其特征是：设定用户加密解密密钥为：初始图像的哈希值，logistic映射和指数级混沌系统的控制参数与初值，迭代次数；具体由以下步骤实现：

步骤一、选择大小为M×N的灰度图像作为原始明文图像Image；

步骤二、计算步骤一所述明文图像Image的哈希值K，并对所述哈希值K的每8位一组进行异或运算，获得四个十进制数h₁，h₂，h₃，h₄；

步骤三、将步骤二生成的h₁，h₂，h₃，h₄计算转换为混沌系统的初始值x1_f，与控制参数μ_chao；采用所述初始值x1_f与控制参数μ_chao迭代混沌系统，生成长度为M×N+3的混沌序列X_chao＝(x₁x₂x₃......x_m×n+2x_m×n+3)；

步骤四、将获得的混沌序列X_chao的前M×N个元素x₁，x₂，x₃......x_m×n-1，x_m×n的数值按照从小到大的顺序进行排列,获取索引序列index；

步骤五、采用步骤三中生成的混沌序列X_chao中的剩余三个元素x_m×n+1，x_m×n+2，x_m×n+3与步骤二生成的h₁，h₂，h₃，h₄，生成指数级混沌系统的参数α，μ与初始值x1，用下式表示为：

其中，a₂，b₂，c₂，为用户输入的控制值；

步骤六、将步骤五生成的a，u，x1带入指数级混沌系统,生成M×N的混沌序列Chaos＝(px₁px₂px₃......px_m×n-1px_m×n)，所述指数级混沌系统如下式表示为：

步骤七、将步骤一所述的原始明文图像Image转换为位级矩阵IM₂；

步骤八、将步骤七获得的位级矩阵IM₂的每个像素按照bit的位数分为8个平面，分别为IM_2-8，IM_2-7，IM_2-6，IM_2-5，IM_2-4，IM_2-3，IM_2-2，IM_2-1；

其中IM_2-q1，q1＝1，2，3......8，代表第q1个位数的比特值所构成平面，使用者通过分析自身对安全的需求选中从IM_2-8矩阵到第r，个比特值所构成的共8-r个平面；r＝8，7......2，1；

步骤九、对选中的矩阵平面进行分块,其中第8位平面不分块,其余被选中的平面分为大小为2x2的块,若包含IM_2-G，G＝8，6，4，2,则将IM_2-G平面内的数据翻转；

步骤十、对选中的矩阵进行改进的ZigZag变换，然后将变换后的比特级矩阵与未被选中的比特级矩阵进行按照比特位的高低重新拼接为比特级矩阵IM_m2；

步骤十一、将比特级矩阵IM_m2由比特级转换为十进制的像素级矩阵IM_x2，将所述像素级矩阵IM_x2与步骤六中获得的混沌序列Chaos进行异或操作，获得矩阵IM_X3；

采用步骤四获得的索引index与IM_x3进行重新排序，获得数组Vetor_Cipher；

将所述数组Vetor_Cipher转换为M×N的矩阵，即为最终加密图像。