[发明专利]一种基于小波分层和组合混沌的图像加密算法

摘要

本发明涉及一种基于小波分层和组合混沌的图像加密算法，属于图像加密安全算法技术领域。该算法首先针对图像做Haar小波分解得到图像的系数，然后通过几何方式重组图像系数；再采用一般罗切斯特映射组合生成多混沌加密矩阵，加密图像的组合系数得到密文图像。本发明提供的算法图像直观信息和图像灰度信息得到很好的隐藏；图像像素间相关性趋于不相关；加密算法密钥空间相较于普通加密算法提升显著，安全性增高；有效抗多种密钥攻击算法；次加密算法为完全可逆加密，属于无损加密算法。

主权项

1.一种基于小波分层和组合混沌的图像方法 加密方法，其特征在于：该方法 先针对图像做Haar小波分解得到图像的系数，然后通过几何方式重组图像系数；再采用一般混沌映射组合生成多混沌加密矩阵，加密图像的组合系数得到密文图像；该方法 具体包括以下步骤：步骤1：对原始图像进行小波分解，得到图像的四个小波分解系数矩阵Ima，Imh，Imv，Imd；步骤2：对四个系数矩阵进行几何形式上的重组，得到图像小波系数整合矩阵Coe_E；步骤3：利用一般混沌映射，即logistics映射，设定三个初始值和参数值，生成简单混沌矩阵sub_a(i,j)，sub_b(i,j)，sub_c(i,j)；步骤4：设定常数W，使它的取值范围与初始值值域相同，利用多混沌组合公式得到组合混沌矩阵Chaos_P；步骤5：将步骤2生成的Coe_E与步骤4生成的Chaos_P，矩阵异或，生成最红加密矩阵E_image；所述对图像进行小波分解和图像系数的几何形态重组，二维灰度图像的多尺度分解如下：对各层系数矩阵Ima,Imh,Imv,Imd进行重组得到图像小波系数整合矩阵E_image＝bitxor(Coe_E,Chaos_P)Coe_E与组合混沌矩阵Chaos_P异或得到密文图像E_image，其中bitxor为位异或操作；所述组合混沌矩阵Chaos_P由以下公式生成：Chaos_P(i,j)＝W0(1‑t)2sub_a(i,j)+2W1(1‑t)sub_b(i,j)+W2t2sub_c(i,j)其中，调节参数W＝{W0,W1,W2}表示子混沌到多混沌矩阵的调节系数，t为微调变量,W,t∈(0,1)；sub_a(i,j),sub_b(i,j),sub_c(i,j)为不同初始条件下logistics混沌映射生成的子矩阵。