[发明专利]一种高维混沌映射的视频保密通信方法

摘要

本发明公开了一种高维混沌映射的视频保密通信方法，包括以下步骤建立8维离散混沌映射的动力学方程；通过上述8个从0到3的嵌套循环，循环次数为，与一帧图像的像素相等，根据上式，得视频像素位置置乱加密算法的映射表；加密运算①给二维视频图像中的每个像素编排顺序号；②构建视频像素位置置乱加密后的顺序号③利用视频像素位置置乱加密算法映射表，将原来位置为处的像素值映射到位置为处，由此得到一帧图像的密文值；信息传送；客户端利用以同样方式产生的映射表对密文值进行反映射实现解密。由于采用了上述的方法，与同类方法相比，具有保密性强、加密还原度高的特点。

主权项

一种高维混沌映射的视频保密通信方法，其特征在于，包括以下步骤：A.建立8维离散混沌映射的动力学方程：x1,k+1=mod(A11x1,k+A12x2,k+...+A18x8,k,2N1)x2,k+1=mod(A21x1,k+A22x2,k+...+A28x8,k,2N2)...x8,k+1=mod(A81x1,k+A82x2,k+...+A88x8,k,2N8)]]>式中Ni(i＝1,2,…,8)＝2，A8＝(Aij)8×8(i,j＝1,2,…,8)的构造方法为其中：下标排序Oi,j，其中i，j的取值应满足的条件为i=1,2,...,7j=i+1,i+2,...,8j>i]]>选择其中的一种下标排序Oi,j为：Oi,j＝78,13,14,15,16,45,18,23,24,25,57,27,28,34,35,36,37,38,17,46,47,48,56,26,58,67,68,12则相应的变换矩阵A8为Tij的乘积，得得视频像素位置置乱加密算法为S=0;forx1,k=0:3;forx2,k=0:3;forx3,k=0:3;forx4,k=0:3;forx5,k=0:3;forx6,k=0:3;forx7,k=0:3;forx8,k=0:3;E(S,1)=mod(A11x1,k+A12x2,k+A13x3,k+A14x4,k+A15x5,k+A16x6,k+A17x7,k+A18x8,k,4);E(S,2)=mod(A21x1,k+A22x2,k+A23x3,k+A24x4,k+A25x5,k+A26x6,k+A27x7,k+A28x8,k,4);E(S,3)=mod(A31x1,k+A32x2,k+A33x3,k+A34x4,k+A35x5,k+A36x6,k+A37x7,k+A38x8,k,4);E(S,4)=mod(A41x1,k+A42x2,k+A43x3,k+A44x4,k+A45x5,k+A46x6,k+A47x7,k+A48x8,k,4);E(S,5)=mod(A51x1,k+A52x2,k+A53x3,k+A54x4,k+A55x5,k+A56x6,k+A57x7,k+A58x8,k,4);E(S,6)=mod(A61x1,k+A62x2,k+A63x3,k+A64x4,k+A65x5,k+A66x6,k+A67x7,k+A68x8,k,4);E(S,7)=mod(A71x1,k+A72x2,k+A73x3,k+A74x4,k+A75x5,k+A76x6,k+A77x7,k+A78x8,k,4);E(S,8)=mod(A81x1,k+A82x2,k+A83x3,k+A84x4,k+A85x5,k+A86x6,k+A87x7,k+A88x8,k,4);S←S+1;end;end;end;end;end;end;end;end;]]>式中的第二行和最后一行联合起来表示8个从0到3的嵌套循环；B.通过上述8个从0到3的嵌套循环，循环次数为216，与一帧图像的像素相等，根据上式，得视频像素位置置乱加密算法的映射表如下表所示：由于所述视频像素位置置乱加密算法中的取模运算是模4运算，故映射表中的每一项E(S,i)只能有0,1,2,3四种可能的取值，即E(S,i)∈{0,1,2,3}式中S＝0,1,2,…,216‑1，i＝1,2,…,8；C.加密运算：①给二维视频图像中的每个像素编排顺序号：像素位置置乱加密之前将一幅大小为256×256的二维视频图像像素的位置表示成一维数组，共有65536个像素点，对应该一维数组的长度为65536，在像素位置置乱加密之前，每一个像素对应一个顺序号，顺序号S每次按增加1的顺序排列并且满足0≤S≤216‑1，S(S＝0,1,2,…,216‑1)的大小为②构建视频像素位置置乱加密后的顺序号：利用映射表中每一行对应的8个E(S,i)(i＝1,2,…,8)，构造一个视频像素位置置乱加密之后的顺序号，则对应顺序号的大小为E(S)＝E(S,α1)×214+E(S,α2)×212+E(S,α3)×210+E(S,α4)×28+E(S,α5)×26+E(S,α6)×24+E(S,α7)×22+E(S,α8)×20式中αi(i＝1,2,…,8)∈{1,2,…,8}，α1≠α2≠…≠αn，根据上式，由于S与E(S)是一对一的，故E(S)也有65536种不同的取值；③利用视频像素位置置乱加密算法映射表，将原来位置为S处的像素值映射到位置为E(S)处，由此得到一帧图像的密文值p(k)；D.信息传送：服务器端同时将一帧图像的密文值p(k)通过以太网传送给客户端；E.客户端利用以同样方式产生的映射表对密文值p(k)进行反映射实现解密。