CN103440613A - 超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法 - Google Patents

超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103440613A
CN103440613A CN2013103968306A CN201310396830A CN103440613A CN 103440613 A CN103440613 A CN 103440613A CN 2013103968306 A CN2013103968306 A CN 2013103968306A CN 201310396830 A CN201310396830 A CN 201310396830A CN 103440613 A CN103440613 A CN 103440613A
Authority
CN
China
Prior art keywords
matrix
image
sequence
information
row
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013103968306A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103440613B (zh
Inventor
杜翠霞
张定会
张宗楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201310396830.6A priority Critical patent/CN103440613B/zh
Publication of CN103440613A publication Critical patent/CN103440613A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103440613B publication Critical patent/CN103440613B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Storage Device Security (AREA)

Abstract

本发明涉及一种超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法,首先提取彩色图像的RGB三分量,并利用超混沌Rossler系统产生加密混沌序列,并对序列进行相应处理后,分别对RGB三分量进行置乱和异或操作,从而改变图像的像素位置和像素值。采用了超混沌Rossler系统对数字彩色图像进行像素位置和像素值的置乱,安全性好,密钥空间大,抗攻击能力和抗剪切能力强。

Description

超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法
技术领域
本发明涉及一种信息加密技术,特别涉及一种超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法。 
背景技术
我们生活在一个信息时代,随着互联网技术与多媒体技术的迅猛发展,网络通讯已经成为信息传播时代的主要工具,但由于网络的开放性,图像数据的安全与保密越来越引起人们的重视,如何保护图像数据信息成为了人们普遍关注的问题。 
近年来,混沌研究是非线性科学领域的热点问题之一,混沌系统以其对初值的敏感性的特点,越来越多地被应用到图像加密系统的设计中,但低维的混沌系统密钥空间太小,对于其加密方案已有很多攻击方法可以破解,而较之低维混沌系统,高维混沌系统具有更复杂的动力学行为以及更好的随机性,利用高维混沌系统实现保密通信,具有更高的安全性。 
超混沌系统一般定义为:具有四维或四维以上的微分方程系统,且至少有两个及以上正的Lyapunov指数。与三维混沌系统相比,四维超混沌系统具有更为复杂的动力学行为,比一般混沌系统更难以预测,在信息安全领域具有更高的实用价值。而利用超混沌实现保密通信,具有更高的安全性,可见对于超混沌的研究已经是混沌应用的一个重要课题。 
发明内容
本发明是针对现时代对信息安全性要求越来越高的问题,提出了一种超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法,此方法的密钥空间大,加密效果好,具有较强的抗统计攻击的能力。 
本发明的技术方案为:一种超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法,具体包括如下步骤: 
1)、选取一幅 
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE001
的彩色图像作为待加密图像,分别提取其RGB三分量的灰度图像,并分别顺次读取各分量的各个位置的元素,组成长度为
Figure 515171DEST_PATH_IMAGE002
的明文序列
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE003
2)、选取初值
Figure 397676DEST_PATH_IMAGE004
及步长
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE005
作为超混沌Rossler系统的加密密钥,代入
四维混沌系统动力学方程: 
Figure 815407DEST_PATH_IMAGE006
                                                                                      
其中
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE007
为系统状态变量,
Figure 820272DEST_PATH_IMAGE008
为系统参数,利用Runge-Kutta算法,迭代次,得到四组长度为的Rossler加密混沌序列
Figure 944402DEST_PATH_IMAGE010
,并对序列进行相应处理:
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE011
,其中
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE013
表示序列中的每一个值;
3)、从混沌序列
Figure 276027DEST_PATH_IMAGE014
中选取三组混沌序列,并随机从某一元素开始,分别依次提取
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE015
个元素,组成混沌序列
Figure 451793DEST_PATH_IMAGE016
,并将这三个序列排列成一行列的矩阵,再由三组混沌序列中随机依次取
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE017
个元素,组成混沌序列
Figure 663649DEST_PATH_IMAGE018
,并将这三个序列排列成
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE019
行一列的矩阵;
4)、生成三个
Figure 990725DEST_PATH_IMAGE020
的零矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE021
,三个
Figure 71813DEST_PATH_IMAGE022
的零矩阵
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE023
,将步骤3)中生成的六个矩阵
Figure 484340DEST_PATH_IMAGE016
Figure 574656DEST_PATH_IMAGE018
按从小到大的顺序排列,并获得排序后六个矩阵行排列信息矩阵
Figure 756238DEST_PATH_IMAGE024
和列排列信息矩阵
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE025
,假设矩阵
Figure 211491DEST_PATH_IMAGE026
中的第列数字为
Figure 910981DEST_PATH_IMAGE028
,那么就将矩阵
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE029
的第
Figure 539408DEST_PATH_IMAGE027
行第
Figure 841077DEST_PATH_IMAGE028
列的元素置为1,同理,假设矩阵
Figure 467230DEST_PATH_IMAGE030
中的第
Figure 588770DEST_PATH_IMAGE027
行数字为
Figure 20888DEST_PATH_IMAGE028
,那么就将矩阵
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE031
的第
Figure 177063DEST_PATH_IMAGE028
行第
Figure 36435DEST_PATH_IMAGE027
列的元素置为1,以此类推,原来的零矩阵
Figure 645270DEST_PATH_IMAGE032
经过如此变换变为矩阵
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE033
Figure 615500DEST_PATH_IMAGE034
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE035
Figure 626182DEST_PATH_IMAGE036
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE037
Figure 656455DEST_PATH_IMAGE038
5)、利用置乱矩阵
Figure 752587DEST_PATH_IMAGE033
Figure 464191DEST_PATH_IMAGE034
Figure 391695DEST_PATH_IMAGE035
Figure 530553DEST_PATH_IMAGE036
Figure 113981DEST_PATH_IMAGE037
Figure 629276DEST_PATH_IMAGE038
,分别对原始图像矩阵进行若干次置乱操作,得到置乱后的图像各分量的信息矩阵
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE039
6)、从序列
Figure 411287DEST_PATH_IMAGE040
中分别随机依次取
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE041
个元素,生成三个矩阵
Figure 786292DEST_PATH_IMAGE042
,并对
Figure 857016DEST_PATH_IMAGE042
做转换处理操作,将其转换为得到8位无符号整数混沌序列矩阵;
7)、将矩阵
Figure 910423DEST_PATH_IMAGE042
分别依次和进行逐位异或操作,获得图像的各分量的加密信息矩阵
Figure 812520DEST_PATH_IMAGE044
,再将加密图像的各分量信息进行重组,得到信息序列,并按图像标准格式保存,得到最终的彩色加密图像;
8)、解密时,选取加密过程中使用的矩阵
Figure 293180DEST_PATH_IMAGE046
分别依次和加密信息矩阵
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE047
进行逐位异或操作,得到信息矩阵
Figure 913517DEST_PATH_IMAGE048
。 
9)、利用置乱矩阵
Figure 505035DEST_PATH_IMAGE033
Figure 178779DEST_PATH_IMAGE035
Figure 958516DEST_PATH_IMAGE036
Figure 353726DEST_PATH_IMAGE037
Figure 230415DEST_PATH_IMAGE038
,分别对信息矩阵
Figure 52877DEST_PATH_IMAGE048
进行与加密过程中相同次数的反置乱操作,得到反置乱后的信息矩阵
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE049
; 
10)、将解密图像的信息矩阵
Figure 382227DEST_PATH_IMAGE049
的各分量信息进行重组,得到信息序列,并按图像标准格式保存,得到最终的解密图像。
所述步骤5)置乱后的图像各分量的信息矩阵
Figure 250006DEST_PATH_IMAGE039
为: 
                    。
所述步骤6)中
Figure 60016DEST_PATH_IMAGE046
转换处理具体如下公式: 
 
Figure 2013103968306100002DEST_PATH_IMAGE053
       。
本发明的有益效果在于:本发明超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法,采用了超混沌Rossler系统对数字彩色图像进行像素位置和像素值的置乱,安全性好,密钥空间大,抗攻击能力和抗剪切能力强。 
附图说明
图1为本发明超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法中加密流程图; 
图2为本发明超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法中解密流程图;
图3为本发明超混沌Rossler吸引子在各三维空间上的投影图;
图4为本发明超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法实施例图;
图5为本发明scenery图像加密后的统计直方图;
图6为本发明图像的抗剪切效果分析图;
图7为本发明明密文图像中的水平相邻像素相关性分析图。
具体实施方式
超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法首先提取彩色图像的RGB三分量,并利用超混沌Rossler系统产生加密混沌序列,并对序列进行相应处理后,分别对RGB三分量进行置乱和异或操作,从而改变图像的像素位置和像素值。如图1和图2所示加密和解密流程。 
超混沌Rossler系统是一个四维混沌系统,其动力学方程为: 
        (1)           
其中
Figure 382730DEST_PATH_IMAGE007
为系统状态变量,
Figure 812575DEST_PATH_IMAGE008
为系统参数,当
Figure DEST_PATH_IMAGE055
Figure 131166DEST_PATH_IMAGE056
Figure DEST_PATH_IMAGE057
Figure 406289DEST_PATH_IMAGE058
时,系统(1)将处于混沌状态,且具有两个正的Lyapunov指数:0.16,0.03,附图3(a)、(b)、(c)、(d)分别为超混沌Rossler吸引子在在
Figure DEST_PATH_IMAGE059
空间、
Figure 112077DEST_PATH_IMAGE060
空间、
Figure DEST_PATH_IMAGE061
空间、
Figure 447243DEST_PATH_IMAGE062
空间上的投影。
在Matlab7.1环境下,对
Figure DEST_PATH_IMAGE063
 的scenery彩色图像进行加解密,取超混沌Rossler的初值为,步长
Figure 317296DEST_PATH_IMAGE005
为0.001,对RGB三分量的置乱次数为10次,超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法具体步骤如下1)~10),其中步骤1)~5)是图像像素位置的置乱过程,步骤6)~7)是图像像素值的扰乱过程,步骤8)~10)是图像的解密过程。   
    1):选取一幅
Figure DEST_PATH_IMAGE065
的彩色图像作为待加密图像(图4的(a)),分别提取其RGB三分量的灰度图像,并分别顺次读取各分量的各个位置的元素,组成长度为的明文序列
    2):选取合适的初值
Figure DEST_PATH_IMAGE067
及步长
Figure 662193DEST_PATH_IMAGE005
作为超混沌Rossler系统的加密密钥,代入方程(1),利用Runge-Kutta算法,迭代
Figure 544698DEST_PATH_IMAGE009
次,得到四组长度为
Figure 897182DEST_PATH_IMAGE009
的Rossler加密混沌序列
Figure 902047DEST_PATH_IMAGE010
,并对序列进行相应处理:
Figure 339982DEST_PATH_IMAGE011
,其中
Figure 760599DEST_PATH_IMAGE068
表示序列中的每一个值,设
Figure DEST_PATH_IMAGE069
足够大;
3):从混沌序列
Figure 295485DEST_PATH_IMAGE014
中选取三组混沌序列,并随机从某一元素开始,分别依次提取
Figure 408935DEST_PATH_IMAGE015
个元素,组成混沌序列
Figure 334166DEST_PATH_IMAGE016
,并将这三个序列排列成一行列的矩阵,再由三组混沌序列中随机依次取
Figure 682287DEST_PATH_IMAGE017
个元素,组成混沌序列,并将这三个序列排列成
Figure 379165DEST_PATH_IMAGE019
行一列的矩阵;
4):生成三个
Figure 472410DEST_PATH_IMAGE020
的零矩阵
Figure 653993DEST_PATH_IMAGE021
,三个
Figure 843666DEST_PATH_IMAGE022
的零矩阵
Figure 743489DEST_PATH_IMAGE023
,将步骤3)中生成的六个矩阵
Figure 371916DEST_PATH_IMAGE016
Figure 673585DEST_PATH_IMAGE018
按从小到大的顺序排列,并获得排序后六个矩阵行排列信息矩阵
Figure 34159DEST_PATH_IMAGE024
和列排列信息矩阵
Figure 483595DEST_PATH_IMAGE025
,得到信息矩阵
Figure 853396DEST_PATH_IMAGE024
一行m列的矩阵,
Figure 743992DEST_PATH_IMAGE070
 n行一列的矩阵,假设矩阵
Figure 541047DEST_PATH_IMAGE026
中的第
Figure 212199DEST_PATH_IMAGE027
列数字为
Figure 385692DEST_PATH_IMAGE028
,那么就将矩阵的第
Figure 426646DEST_PATH_IMAGE027
行第
Figure 522778DEST_PATH_IMAGE028
列的元素置为1,同理,假设矩阵
Figure 234382DEST_PATH_IMAGE030
中的第
Figure 99570DEST_PATH_IMAGE027
行数字为
Figure 300744DEST_PATH_IMAGE028
,那么就将矩阵
Figure 884172DEST_PATH_IMAGE031
的第行第
Figure 181478DEST_PATH_IMAGE027
列的元素置为1,i的范围是[1,m],j的范围是[1,n],以此类推,原来的零矩阵经过如此变换变为矩阵
Figure 677685DEST_PATH_IMAGE034
Figure 517465DEST_PATH_IMAGE035
Figure 63371DEST_PATH_IMAGE036
Figure 355812DEST_PATH_IMAGE037
Figure 212910DEST_PATH_IMAGE038
5):利用置乱矩阵
Figure 969513DEST_PATH_IMAGE033
Figure 621074DEST_PATH_IMAGE034
Figure 666391DEST_PATH_IMAGE035
Figure 61600DEST_PATH_IMAGE036
Figure 672710DEST_PATH_IMAGE037
Figure 760752DEST_PATH_IMAGE038
,分别对原始图像矩阵进行若干次置乱操作,得到置乱后的图像(图4(b))各分量的信息矩阵
Figure 90102DEST_PATH_IMAGE039
Figure 289002DEST_PATH_IMAGE072
6):从序列
Figure 754618DEST_PATH_IMAGE040
中分别随机依次取
Figure 13561DEST_PATH_IMAGE041
个元素,生成三个矩阵,并对
Figure 504903DEST_PATH_IMAGE042
做转换处理操作,将其转换为得到8位无符号整数混沌序列矩阵;
Figure 90605DEST_PATH_IMAGE074
7):将矩阵
Figure 520449DEST_PATH_IMAGE042
分别依次和
Figure 496495DEST_PATH_IMAGE043
进行逐位异或操作,获得图像的各分量的加密信息矩阵
Figure 99515DEST_PATH_IMAGE044
,再将加密图像的各分量信息进行重组,得到信息序列
Figure 742986DEST_PATH_IMAGE045
,并按图像标准格式保存,得到最终的彩色加密图像(图4(c));    
8):解密时,选取加密过程中使用的矩阵分别依次和加密信息矩阵进行逐位异或操作,得到信息矩阵。 
9):利用置乱矩阵
Figure 446183DEST_PATH_IMAGE033
Figure 233715DEST_PATH_IMAGE035
Figure 116220DEST_PATH_IMAGE036
Figure 468704DEST_PATH_IMAGE037
Figure 411252DEST_PATH_IMAGE038
,分别对信息矩阵
Figure 911504DEST_PATH_IMAGE048
进行与加密过程中相同次数的反置乱操作,得到反置乱后的信息矩阵
Figure 332121DEST_PATH_IMAGE049
; 
10):将解密图像的信息矩阵的各分量信息进行重组,得到信息序列
Figure 714877DEST_PATH_IMAGE050
,并按图像标准格式保存,得到最终的解密图像(图4(d))。
为了更好的说明该加密算法的安全性,本发明分别从密钥空间、统计直方图、抗剪切效果以及相邻像素间的相关性等进行了分析。 
密钥空间:图像加密的目的是为了隐藏原始图像的信息,使其不易被破解,而用户输入得到混沌序列的参数越多,密钥的长度越长,则穷举法破解难度就会越大。而本文提出的加密算法有
Figure DEST_PATH_IMAGE075
5个参数作为加密密钥,有足够大的密钥空间,足以抵抗穷举法等攻击手段的破解。   
灰度直方图分析:我们通过直方图的比较,来分析原始彩色图像和加密图像的RGB三分量的统计特性的改变。对比附图5(a)、(b)、(c)原始彩色图像RGB三分量的改变量和图5(d)、(e)、(f)加密图像RGB三分量的改变量,横坐标代表像素灰度值,纵坐标代表每个灰度值的数量,从图中看以看出,加密后的图像直方图分布均匀,将原始图像信息特征完全隐藏起来,说明本算法具有很好的抵抗统计分析的能力。
抗剪切效果分析:为验证本文加密算法的抗干扰能力,下面通过改变加密图像,然后进行解密,对加密图像的中心进行小面积剪切和进行面积为
Figure 640108DEST_PATH_IMAGE076
的剪切,如图6所示(a)、(c)剪切加密图像,得到解密后图像如附图6(b)、(d)所示。实验的结果表明本算法具有较强的抗干扰能力。可以有效抵抗剪切等的攻击。 
   相邻像素间的相关性分析:为了有效降低加密图像的相关性,以抵抗攻击者利用这种相关性来进行解密,本发明中从原始图像和加密图像中随机的选取在水平方向、垂直方向以及对角方向上2000对相邻像素点,然后利用公式(2)-(5)计算像素间的相关性。其中
Figure DEST_PATH_IMAGE077
Figure 926733DEST_PATH_IMAGE078
分别代表两个相邻像素间的灰度值。 
Figure DEST_PATH_IMAGE080
  (2) 
Figure DEST_PATH_IMAGE082
     (3)
             (4)
Figure DEST_PATH_IMAGE086
                            (5)
原始图像和加密图像的R分量的水平方向的相关性见附图7(a)、(b),相关系数分别是0.82166和-0.004777,其它方向的相关系数见表1原始图像和加密图像的相邻像素的相关系数,从附图7(b)和表1中可以看出加密图像的像素间的相关性很低,几乎接近于0,又一次说明了本算法具有很强的抗统计攻击能力。
  

Claims (3)

1.一种超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
1)、选取一幅                                                
Figure 2013103968306100001DEST_PATH_IMAGE001
的彩色图像作为待加密图像,分别提取其RGB三分量的灰度图像,并分别顺次读取各分量的各个位置的元素,组成长度为
Figure 686519DEST_PATH_IMAGE002
的明文序列
Figure 2013103968306100001DEST_PATH_IMAGE003
2)、选取初值及步长作为超混沌Rossler系统的加密密钥,代入
四维混沌系统动力学方程: 
Figure 748333DEST_PATH_IMAGE006
                                                                                    
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为系统状态变量,
Figure 525796DEST_PATH_IMAGE008
为系统参数,利用Runge-Kutta算法,迭代
Figure DEST_PATH_IMAGE009
次,得到四组长度为
Figure 6456DEST_PATH_IMAGE009
的Rossler加密混沌序列
Figure 236580DEST_PATH_IMAGE010
,并对序列进行相应处理:
Figure DEST_PATH_IMAGE011
,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示序列中的每一个值;
3)、从混沌序列
Figure 46009DEST_PATH_IMAGE014
中选取三组混沌序列,并随机从某一元素开始,分别依次提取
Figure DEST_PATH_IMAGE015
个元素,组成混沌序列
Figure 740296DEST_PATH_IMAGE016
,并将这三个序列排列成一行
Figure 391857DEST_PATH_IMAGE015
列的矩阵,再由三组混沌序列中随机依次取
Figure DEST_PATH_IMAGE017
个元素,组成混沌序列
Figure 374856DEST_PATH_IMAGE018
,并将这三个序列排列成
Figure DEST_PATH_IMAGE019
行一列的矩阵;
4)、生成三个
Figure 707749DEST_PATH_IMAGE020
的零矩阵
Figure 256542DEST_PATH_IMAGE021
,三个
Figure 344583DEST_PATH_IMAGE022
的零矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE023
,将步骤3)中生成的六个矩阵
Figure 549300DEST_PATH_IMAGE016
Figure 748200DEST_PATH_IMAGE018
按从小到大的顺序排列,并获得排序后六个矩阵行排列信息矩阵
Figure 151499DEST_PATH_IMAGE024
和列排列信息矩阵,假设矩阵
Figure 348126DEST_PATH_IMAGE026
中的第
Figure DEST_PATH_IMAGE027
列数字为
Figure 102455DEST_PATH_IMAGE028
,那么就将矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE029
的第
Figure 777150DEST_PATH_IMAGE027
行第列的元素置为1,同理,假设矩阵
Figure 730379DEST_PATH_IMAGE030
中的第
Figure 644109DEST_PATH_IMAGE027
行数字为
Figure 184812DEST_PATH_IMAGE028
,那么就将矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE031
的第行第
Figure 101132DEST_PATH_IMAGE027
列的元素置为1,以此类推,原来的零矩阵
Figure 830054DEST_PATH_IMAGE032
经过如此变换变为矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE033
Figure DEST_PATH_IMAGE035
Figure 341599DEST_PATH_IMAGE036
Figure DEST_PATH_IMAGE037
Figure 785350DEST_PATH_IMAGE038
5)、利用置乱矩阵
Figure 1567DEST_PATH_IMAGE033
Figure 884073DEST_PATH_IMAGE034
Figure 236557DEST_PATH_IMAGE035
Figure 554723DEST_PATH_IMAGE037
Figure 975340DEST_PATH_IMAGE038
,分别对原始图像矩阵进行若干次置乱操作,得到置乱后的图像各分量的信息矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE039
6)、从序列
Figure 385592DEST_PATH_IMAGE040
中分别随机依次取
Figure DEST_PATH_IMAGE041
个元素,生成三个矩阵
Figure 233463DEST_PATH_IMAGE042
,并对
Figure 158693DEST_PATH_IMAGE042
做转换处理操作,将其转换为得到8位无符号整数混沌序列矩阵;
7)、将矩阵
Figure 320684DEST_PATH_IMAGE042
分别依次和
Figure 647761DEST_PATH_IMAGE043
进行逐位异或操作,获得图像的各分量的加密信息矩阵
Figure 932111DEST_PATH_IMAGE044
,再将加密图像的各分量信息进行重组,得到信息序列
Figure 344638DEST_PATH_IMAGE045
,并按图像标准格式保存,得到最终的彩色加密图像;
8)、解密时,选取加密过程中使用的矩阵
Figure 44741DEST_PATH_IMAGE046
分别依次和加密信息矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE047
进行逐位异或操作,得到信息矩阵
Figure 226324DEST_PATH_IMAGE048
 9)、利用置乱矩阵
Figure 681576DEST_PATH_IMAGE033
Figure 519082DEST_PATH_IMAGE034
Figure 121281DEST_PATH_IMAGE036
Figure 685118DEST_PATH_IMAGE037
Figure 72237DEST_PATH_IMAGE038
,分别对信息矩阵
Figure 176459DEST_PATH_IMAGE048
进行与加密过程中相同次数的反置乱操作,得到反置乱后的信息矩阵
10)、将解密图像的信息矩阵
Figure 273247DEST_PATH_IMAGE049
的各分量信息进行重组,得到信息序列
Figure 70301DEST_PATH_IMAGE050
,并按图像标准格式保存,得到最终的解密图像。
2.根据权利要求1所述超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法,其特征在于,所述步骤5)置乱后的图像各分量的信息矩阵
Figure 679137DEST_PATH_IMAGE039
为:
 
Figure 852630DEST_PATH_IMAGE052
3.根据权利要求1所述超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法,其特征在于,所述步骤6)中
Figure 800994DEST_PATH_IMAGE046
转换处理具体如下公式:
 
Figure DEST_PATH_IMAGE053
    。
CN201310396830.6A 2013-09-04 2013-09-04 超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法 Expired - Fee Related CN103440613B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310396830.6A CN103440613B (zh) 2013-09-04 2013-09-04 超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310396830.6A CN103440613B (zh) 2013-09-04 2013-09-04 超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103440613A true CN103440613A (zh) 2013-12-11
CN103440613B CN103440613B (zh) 2016-04-27

Family

ID=49694305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310396830.6A Expired - Fee Related CN103440613B (zh) 2013-09-04 2013-09-04 超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103440613B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106230842A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 张家口乐淘商贸有限公司 一种电子商务政务系统的数据处理方法
CN106412593A (zh) * 2016-12-22 2017-02-15 北京医视时代科技发展有限公司 一种像素级的视频加解密方法及系统
CN106570814A (zh) * 2016-10-17 2017-04-19 广东工业大学 一种新型的超混沌图像加密方法
CN107633474A (zh) * 2017-04-16 2018-01-26 东北大学 一种具有快速密钥流生成过程的混沌彩色图像加密方法
CN109586895A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 大连理工大学 一种新的彩色图像加密方法
CN110086953A (zh) * 2019-03-12 2019-08-02 天津大学 基于QR分解和Gyrator变换的彩色图像加密方法
CN110445600A (zh) * 2019-08-06 2019-11-12 浙江工业大学 保密通信接收端利用线性系统局部广义同步Rossler混沌信号的方法
CN112217628A (zh) * 2020-10-10 2021-01-12 黄山学院 一种通信信号混沌加密方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101604439A (zh) * 2008-06-13 2009-12-16 西北工业大学 一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法
CN102982499A (zh) * 2012-09-28 2013-03-20 河南大学 基于多分数阶混沌系统的彩色图像加密和解密方法
US20130179690A1 (en) * 2012-01-09 2013-07-11 Huaqing Wu Method and apparatus for fast image encryption and invisible digital watermark

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101604439A (zh) * 2008-06-13 2009-12-16 西北工业大学 一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法
US20130179690A1 (en) * 2012-01-09 2013-07-11 Huaqing Wu Method and apparatus for fast image encryption and invisible digital watermark
CN102982499A (zh) * 2012-09-28 2013-03-20 河南大学 基于多分数阶混沌系统的彩色图像加密和解密方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张定会、张雅奇: ""彩色数字图像的脆弱数字水印"", 《测控技术》 *
杜翠霞、张定会: ""彩色数字图像的混沌加密算法"", 《数据通信》 *
江平、张定会: ""彩色数字图像的超混沌Lorenz系统加密"", 《计算机测量与控制》 *
江平、张定会等: ""基于Henon映射和Rossler混沌映射的数字图像加密"", 《数据通信》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106230842A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 张家口乐淘商贸有限公司 一种电子商务政务系统的数据处理方法
CN106570814A (zh) * 2016-10-17 2017-04-19 广东工业大学 一种新型的超混沌图像加密方法
CN106570814B (zh) * 2016-10-17 2020-09-29 广东工业大学 一种超混沌图像加密方法
CN106412593A (zh) * 2016-12-22 2017-02-15 北京医视时代科技发展有限公司 一种像素级的视频加解密方法及系统
CN107633474B (zh) * 2017-04-16 2019-09-27 东北大学 一种具有快速密钥流生成过程的混沌彩色图像加密方法
CN107633474A (zh) * 2017-04-16 2018-01-26 东北大学 一种具有快速密钥流生成过程的混沌彩色图像加密方法
CN109586895A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 大连理工大学 一种新的彩色图像加密方法
CN109586895B (zh) * 2018-11-30 2020-11-03 大连理工大学 一种新的彩色图像加密方法
CN110086953A (zh) * 2019-03-12 2019-08-02 天津大学 基于QR分解和Gyrator变换的彩色图像加密方法
CN110445600A (zh) * 2019-08-06 2019-11-12 浙江工业大学 保密通信接收端利用线性系统局部广义同步Rossler混沌信号的方法
CN110445600B (zh) * 2019-08-06 2022-06-17 浙江工业大学 保密通信接收端利用线性系统局部广义同步Rossler混沌信号的方法
CN112217628A (zh) * 2020-10-10 2021-01-12 黄山学院 一种通信信号混沌加密方法
CN112217628B (zh) * 2020-10-10 2022-10-11 黄山学院 一种通信信号混沌加密方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103440613B (zh) 2016-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. An efficient image encryption scheme based on S-boxes and fractional-order differential logistic map
Gao et al. EFR-CSTP: Encryption for face recognition based on the chaos and semi-tensor product theory
Li et al. Cryptanalyzing a color image encryption scheme based on hybrid hyper-chaotic system and cellular automata
CN103440613B (zh) 超混沌Rossler系统的彩色图像加密方法
CN102982499B (zh) 基于多分数阶混沌系统的彩色图像加密和解密方法
CN103491279B (zh) 超混沌Lorenz系统的4-邻域异或图像加密方法
CN105513002B (zh) 一种图像加密方法
CN103455971A (zh) 三维Arnold变换和混沌序列结合的图像加密方法
CN103442157A (zh) 基于Arnold变换和Henon混沌系统的图像加密方法
CN102915519A (zh) 基于混沌映射与数列变换的图像加密算法
CN107274457A (zh) 基于dna序列运算和变形耦合映像格子的双彩色图像加密方法
CN104809685A (zh) 一种基于6维混沌系统的彩色图像一次性密钥dna加密方法
CN103179319A (zh) 一种双混沌系统数学图像加密方法
Mishra et al. A New algorithm of encryption and decryption of images using chaotic mapping
CN115580687B (zh) 基于变参数超混沌系统与s形扩散的多图像加密方法
Ping et al. An image scrambling algorithm using discrete Henon map
Hamad et al. A modified playfair cipher for encrypting digital images
CN109586895A (zh) 一种新的彩色图像加密方法
Ramírez-Torres et al. Fpga implementation of a reconfigurable image encryption system
Nair et al. An improvement to 2dlscm encryption scheme
Auyporn et al. A robust image encryption method based on bit plane decomposition and multiple chaotic maps
CN104077739A (zh) 彩色图像快速加密方法
Bin et al. Image encryption algorithm based on chaotic map and S-DES
El Abbadi et al. Digital RGB image encryption based on 2D cat map and shadow numbers
Ye A highly secure image encryption scheme using compound chaotic maps

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160427

Termination date: 20180904

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee