[发明专利]一种基于非线性系统的密码学置乱方法

摘要

本发明提出了一种基于非线性系统的密码学置乱方法，通过采用在随机数列中加入整数部分，并只对小数部分进行排序的方式，可以省略查找过程，并大幅缩短传统基于排序的置乱算法的执行时间。同时，本文算法也保持了传统基于排序的置乱算法的优点，即相对于基于2D混沌映射的置乱算法，本算法置乱更完全，置乱效果更好。本算法可应用于图像加密及图像压缩领域。此外，在本文所提出的算法框架具有一定的伸缩性，即具体的随机数序列生成算法和排序算法可以根据安全性或执行效率的要求灵活改变。对于高安全性的加密需求，可以选择使用随机性更好的随机数生成系统实现。

主权项

1.一种基于非线性系统的密码学置乱方法，其特征在于，首先通过非线性系统，产生一串伪随机数；产生第i个随机数后，在第i个随机数上加上整数i；之后，利用桶排序将这些随机数排序，排序过程中，比较依据为每个数的小数部分的大小；排序之后的随机序列即蕴含了置乱要用到的位置映射信息；对于第i个像素，其映射后的位置为排序后第i个随机数的整数部分；具体步骤如下：Step1将要置乱的图像展成一维数组形式，数组的每个元素对应原图像的一个像素，数组的长度为n，即原图像像素的个数；Step2利用非线性系统产生长度为n随机数列，其产生过程中，将x_i的小数部分用于非线性系统的递推公式，产生x_i+1，并将得到的x_i+1再加上整数i+1；Step3使用桶排序得到排序序列，桶内部使用快速排序；在排序过程中，只对其小数部分进行排序；Step4对于已排序的数列，将第i个已排序数的整数部分作为第i个位置的像素的映射位置，得到映射关系；Step5利用Step4的映射关系，对每个图像数组里的像素进行位置映射；将置乱后的一维数组还原成二维数组，得到置乱加密后的图像。