[发明专利]一种基于定点异构混沌系统的数据流加密方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于定点异构混沌系统的数据流加密方法及装置，其中所述方法包括：将待加密图像转换为以二进制格式表示的明文序列，再获取经过通信双方协商得到的密钥；将所述密钥输入至预先构建的定点异构混沌系统中进行迭代运算，得到初始混沌序列，所述定点异构混沌系统包括PLCM映射和LTM映射；将所述初始混沌序列进行门限判断，得到以二进制格式表示的混沌序列；将所述明文序列与所述混沌序列进行异或处理，得到所述待加密图像对应的密文序列。本发明可以实现在定点精度条件下改善现有定点混沌系统因其存在的动力学退化效应所带来的序列随机性减弱问题，使得加密效果更佳。

技术领域

本发明涉及数据加密技术领域，具体是涉及一种基于定点异构混沌系统的数据流加密方法及装置。

背景技术

随着多媒体技术和数字通信技术的飞速发展，人们所拥有的信息量越来越大，相互之间的通信越来越容易，为了保护数据信息不被恶意窃取，对数据信息的加密处理是非常必要的。

混沌系统是一种具有内在随机性的非线性动力系统，具有对初始值敏感、遍历性、伪随机性、轨道不可预测性等特点，保证其在密码学中的独特优势，常作为伪随机序列发生器应用于密码系统中。但是在计算机有限精度下，通过混沌系统得到的序列仍然存在随机性下降、抗干扰能力不足、抗截获能力不足等缺点，现有技术中所提出的浮点混沌系统可以保留混沌特性，但也增加系统计算量与硬件开销，而现有技术中所提出的定点混沌系统因其存在动力学退化效应，容易造成序列随机性减弱。

发明内容

本发明提供一种基于定点异构混沌系统的数据流加密方法及装置，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

第一方面，提供一种基于定点异构混沌系统的数据流加密方法，包括：

将待加密图像转换为以二进制格式表示的明文序列，再获取经过通信双方协商得到的密钥；

将所述密钥输入至预先构建的定点异构混沌系统中进行迭代运算，得到初始混沌序列，所述定点异构混沌系统包括PLCM映射和LTM映射；

将所述初始混沌序列进行门限判断，得到以二进制格式表示的混沌序列；

将所述明文序列与所述混沌序列进行异或处理，得到所述待加密图像对应的密文序列。

进一步地，所述密钥包括每轮迭代次数、初始值、与所述PLCM映射关联的第一结构参数以及与所述LTM映射关联的第二结构参数。

进一步地，所述LTM映射是由Logistic映射和Tent映射耦合得到的。

进一步地，将所述密钥输入至预先构建的定点异构混沌系统中进行迭代运算，得到初始混沌序列包括：

步骤1、根据所述明文序列的长度和所述每轮迭代次数，确定迭代轮数并记为N；

步骤2、利用所述PLCM映射对所述初始值进行更新，得到第一初始值并将其作为第一轮迭代所需的混沌初始值；

步骤3、在第i轮迭代中，将第i轮迭代所需的混沌初始值和所述第一结构参数输入所述PLCM映射进行一次运算得到第一混沌初始值，再将所述第一混沌初始值和所述第二结构参数输入所述LTM映射进行内部迭代运算，得到第i个初始混沌子序列；

步骤4、判断i＜N是否成立；若是，将i+1赋值给i，再将所述第一混沌初始值作为第i轮迭代所需的混沌初始值，返回执行步骤3；若否，将迭代得到的N个初始混沌子序列进行拼接得到初始混沌序列。

进一步地，根据所述明文序列的长度和所述每轮迭代次数，确定迭代轮数包括：

将所述明文序列的长度与所述每轮迭代次数进行除法运算，得到商值和余数；