[发明专利]一种基于超混沌系统像素信息关联的图像加密方法

权利要求书

1.一种基于超混沌系统像素信息关联的图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：超混沌系统产生混沌序列

由超混沌Lorenz系统的四个初始值产生x、y、z、w四个混沌序列，混沌序列x用于第一次图像扩散加密，混沌序列y、z用于图像置乱加密，混沌序列w用于第二次图像扩散加密；

步骤2：构建第一次图像扩散加密的动态密钥

用混沌序列x和明文图像的像素信息生成第一次图像扩散加密的动态密钥，第一个动态密钥和第二个动态密钥分别由所述明文图像的像素点的位置信息和相对应的混沌序列值计算得出，从第三个动态密钥起，每个密钥不仅加入所述明文图像的像素点的位置信息、混沌序列值，而且加入了相邻的前两个密钥的信息，所述明文图像的像素信息包括所述明文图像的像素点；

步骤3：对图像进行第一次扩散加密

首先产生一个随机数，将第一个所述明文图像的像素点与该随机数及对应的动态密钥进行加密操作得到第一个像素点的加密密文；将第二个所述明文图像的像素点与对应的动态密钥及第一个所述明文图像像素点的密文进行加密操作，得到第二个像素点的加密密文；从第三个所述明文图像的像素点起，每个像素点的加密密文是由该像素点、对应的动态密钥、相邻的前两个像素的加密密文进行加密操作得到，以此类推将单个像素点的信息扩散到整个密文图像中，得到整个明文图像像素点的加密密文，即密文图像的整体信息；

步骤4：构建图像置乱加密的动态密钥

由超混沌的y、z混沌序列和步骤3所述的密文图像的整体信息生成置乱加密的动态密钥；在步骤3所述的密文图像的整体信息中加上偏置系数；第一个和第二个动态密钥由对应的混沌序列值、步骤3所述密文图像的像素点的数据信息以及步骤3的密文图像的整体信息三者共同产生；第三个及以上的动态密钥不仅加入了对应的混沌序列值、步骤3所述密文图像的像素点的数据信息、步骤3的密文图像的整体信息，而且还加入了前两个相邻动态密钥的信息；

步骤5：进行图像置乱加密

使用步骤4中的动态密钥生成置乱矩阵，使用置乱矩阵对步骤3的密文图像进行置乱加密，使用置乱矩阵得出加密像素点新的位置，然后将两个位置的像素点进行置乱；

步骤6：构建第二次图像扩散加密的动态密钥

用混沌序列w和明文图像的像素信息生成第二次图像扩散加密的动态密钥；第一个动态密钥和第二个动态密钥分别由所述明文图像的像素点的位置信息和相对应的混沌序列值计算得出，从第三个动态密钥起，每个密钥不仅加入所述明文图像的像素点的位置信息、混沌序列值，而且加入了相邻的前两个密钥的信息，所述明文图像的像素信息包括所述明文图像的像素点；

步骤7：对图像进行第二次扩散加密

首先产生一个随机数，将第一个像素点与该随机数及对应的动态密钥进行加密操作得到第一个像素点的加密密文；将第二个像素点与对应的动态密钥及第一个像素点的密文进行加密操作，得到第二个像素点的加密密文；从第三个像素点起，每个像素点的加密密文是由该像素点、对应的动态密钥、相邻的前两个像素的加密密文进行加密操作得到，得到最终的密文图像；所述像素点为步骤5进行图像置乱加密后的密文图像的像素点。