[发明专利]一种基于图像加密的可编程边缘控制器通信方法

说明书

本发明涉及图像加密通信技术领域，尤其涉及一种基于图像加密的可编程边缘控制器通信方法，通过提出一个新的2D‑LCLMCP混沌系统，通过对其进行混沌特性分析，NIST测试证明其具有良好的混沌特性，可以满足加密算法的需求，通过针对2D‑LCLMCP混沌系统，结合SHA‑512和待加密图像，设计了一个新的初值构造方式，可以生成不易被破解的，随明文变化的初值，通过结合DNA编码，位置置乱，混淆构造一个新的图像加密算法，具有更好的加密性能。

技术领域

本发明涉及图像加密通信技术领域，尤其涉及一种基于图像加密的可编程边缘控制器通信方法。

背景技术

在可编程边缘控制器的信息传输中，存在图像的安全问题，因此需要在信息传输时对图像进行加密，由于图像相邻像素之间的相关性，冗余性等自身特点，传统的加密技术在对图像进行加密时，面临很大的安全风险，并且加密时间长，所以需要新的加密算法以适应对图像的保护工作，对此，现有技术中采用混沌系统来实现图像的加密，但在加密算法中，混沌系统的初始值往往是固定的，这使得加密算法更容易遭受到攻击，导致加密的安全性能不足。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于图像加密的可编程边缘控制器通信方法，以解决现有加密算法安全性能不足的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种基于图像加密的可编程边缘控制器通信方法，包括在进行可编程边缘控制器的图像通信时，对图像进行加密，对图像进行加密包括以下步骤：

S1、读取待加密的图像，转化为像素矩阵；

S2、计算像素矩阵的十进制和，并结合SHA-512计算2D-LCLMCP混沌系统的初始值；

S3、对2D-LCLMCP混沌系统的初始值进行迭代，生成伪随机序列，对伪随机序列进行取模和求整运算得到位置序列和整数序列；

S4、将像素矩阵进行DNA编码转化为DNA编码矩阵，利用位置序列对DNA编码矩阵进行位置置乱得到置乱后的DNA编码矩阵；

S5、将位置置乱后的DNA编码矩阵进行解码；

S6、将解码后的矩阵的每一个像素利用整数序列进行混淆操作得到像素矩阵，将得到的像素矩阵的行数和列数进行调整，转化为密文图像。

优选地，2D-LCLMCP混沌系统的系统方程为：

，

其中， a， c， d均为实参数，x_n，y_n，z_n，x_n+1，y_n+1和z_n+1均为状态变量。

优选地，步骤S2中，计算2D-LCLMCP混沌系统的初始值包括：

读取待加密图像的数据，求其十进制像素和；

将像素和作为SHA-512的输入，得到512bit的哈希值： m₁, m₂, m₃,..., m₆₄；

对哈希值进行如下运算得到系统的初始值，

，