[发明专利]一种基于遗传模拟退火算法和混沌映射的彩色图像加密方法

摘要

本发明公开了一种基于遗传模拟退火算法和混沌映射的彩色图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：1)生成整数序列；2)对明文图像I中的R、G、B三层进行选择和交叉操作；3)对交叉序列各层执行基于模拟退火算法的置乱操作；4)判断是否执行变异操作；5)获得最终加密图像E。这种方法能增强图像信息的安全性，提高加密处理的效率，能增强图像的鲁棒性，这种方法安全性高，可以抵抗常见图像攻击。

主权项

1.一种基于遗传模拟退火算法和混沌映射的彩色图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：1)生成整数序列：将明文图像I作为MD5哈希的输入生成与明文相关的密钥，并作为混沌系统的初始值，依据混沌系统初始值迭代生成混沌序列并对其执行量化操作，生成整数序列；2)对明文图像I中的R、G、B三层进行选择和交叉操作：对步骤1)得到的整数序列和明文图像I中的R、G、B三层进行二进制位平面分解产生8个位平面并重新组成一维向量，生成混沌二进制位序列，然后设置混沌二进制序列为掩码，通过掩码中“0”和“1”来选择和交叉明文图像I，最后再将选择和交叉操作后的二进制图像序列恢复到像素级，生成交叉序列；3)对交叉序列各层执行基于模拟退火算法的置乱操作：首先对混沌序列进行减法操作得到目标函数L₁、L₂和L₃，然后判断目标函数，如果L₁(t)≥0，则最优解否则计算阈值P_c和概率P_t，如果P_c≥P_t，则最优解否则计算最优解同理，最优解和可以由判断L₂(t)与L₃(t)获得，根据最优序列和对交叉序列I”_R、I”_G和I”_B执行列置乱操作，得到置乱序列(1≤t≤M×N，M和N分别为明文图像I的长和宽)；4)判断是否执行变异操作：计算明文图像I和置乱图像各层的适应度，并通过明文图像I和置乱图像的适应度来判断是否执行变异操作，如果明文图像I的适应度大于置乱图像的适应度，则重新选择参数生成混沌序列并重新执行选择、交叉和置乱操作；否则根据置乱图像的适应度计算混沌系统的初始值并迭代混沌系统获得混沌序列，并对混沌系统进行量化处理得到整数序列；5)获得最终加密图像E：将各层置乱序列执行交互式变异操作并将变异序列合并获得最终加密图像E。