本发明专利技术提出了一种混沌序列置乱图像加密方法、系统、装置及存储介质，包括：初始化处理；使用序列分块处理后的明文图像以块为单位进行置乱；根据随机序列对子块组合中的数据进行块旋转加密处理，得到旋转加密后的矩阵；当随机序列＝1时，对子块组合反转的数据进行旋转加密后的矩阵数值取与255的差值；根据随机序列选择相对应的RGB颜色变换；将密钥分别代入混沌系统迭代后得到随机序列S与随机序列S′，并对随机序列S'进行排序得到索引矩阵I，然后利用索引矩阵I与随机序列S对密文图像进行随机顺序替换，得到密文图像。在本发明专利技术中的明文和密文闭环反馈条件下，具有抵御已知明文攻击和选择明文攻击的能力。
1、随着信息技术的不断发展，信息安全的威胁也越来越严重，因此需要不断完善加密技术，以提高信息的安全性。在加密技术中，密钥的产生是非常重要的，因此需要选择一个安全性高的加密方案。
2、基于混沌系统的序列产生方法是一种安全性高的序列产生方法，其利用混沌系统的随机性和不可预测性来生成混沌序列，然后通过一系列预处理、加密规则和解密规则对原始数据进行加密和解密，从而实现数据安全的目标。
3、基于混沌系统的密钥产生方法具有很高的安全性，但是混沌系统本身的数学模型复杂性使得构建和运行其算法存在一定的技术负担。常规的置乱算法因只改变原始图像的像素点位置，易遭受选择明文攻击而被破译。因此，需要进一步完善混沌系统的性能，提高加密算法的安全性、实用性和适用性，以应对不断增加的信息安全风险挑战。
1、本专利技术的目的是提出一种混沌序列置乱图像加密方法、系统、装置及存储介质，利用混沌系统的随机性和不可预测性来生成密钥，然后通过一系列预处理、加密规则和解密规则对原始数据进行加密和解密，从而实现数据安全的目标。这种加密方案因其高效、简单和安全等特点而受到了越来越多的欢迎，特别是在信息安全领域中具有广泛的应用前景。
>4、s101、输入明文图像，对明文图像进行分块处理，得到子块组合；5、s102、读取明文图像的哈希特征值并通过计算得到四个密钥key1、key2、key3和key4作为混沌初值，分别经混沌系统迭代后得到四条伪随机序列s1，s2，s3,s4，并进行求余以及向下取整处理，得到随机序列s1′，s2′，s3′,s4′；
6、s2、使用序列s1′分块处理后的明文图像以块为单位进行置乱，表示为：
7、
8、其中，x＝[1，2，3，...，h]，y＝[1，2，3，...，w]，z是矩阵的维度，i是中间变量，x、y分别表示索引矩阵没有实际意义，b表示置乱后的图像，p表示原图，t表示中间变量；
9、s3、根据随机序列s2′对子块组合中的数据进行块旋转加密处理，得到旋转加密后的矩阵；
10、s4、当随机序列s3′＝1时对所述s3旋转加密后的矩阵数值取与255的差值；
11、s5、根据随机序列s4′选择相对应的rgb颜色变换；
12、s6、将密钥key1、key2分别代入混沌系统迭代后得到四条伪随机序列s1，s2，s3,s4与随机序列s1′，s2′，s3′,s4′，并对随机序列s1′，s2′，s3′,s4′进行排序得到索引矩阵i，然后利用索引矩阵i与随机序列s对密文图像进行随机顺序替换，得到密文图像。
13、进一步地，所述s101中，分块处理具体为：
14、将明文图像处理为行数、列数均为8的倍数的矩阵，若矩阵元素不够，则进行补零处理。
15、进一步地，所述s3，具体包括：
16、当随机序列s2′＝1时顺时针旋转90°，表示为：
17、
18、当随机序列s2′＝2时顺时针旋转180°，表示为：
19、
20、当随机序列s2′＝3时顺时针旋转270°，表示为：
21、
22、当随机序列s2′＝4时水平翻转，表示为：
23、
24、当随机序列s2′＝5时垂直翻转，表示为：
25、
26、其中，k、l表示控制参数，具体数值为1，2，...，bx/2；z表示数组的维度；i，j表示变量，具体数值分别为i＝1,2,...,m/bx，j＝1,2,...,n/bx，bx表示分块长度，m、n表示图像长宽。
27、进一步地，，所述s4表示如下：
28、p(x,y,z,i,j)＝255-p(x,y,z,i,j) if s3′＝1
29、其中，x＝[1，2，…，h]，y＝[1，2，…，w]；z表示矩阵的维度。
30、进一步地，所述s5具体包括：
31、当s4′＝1时rgb→rbg，将g颜色通道与b颜色通道相互交换，同时使用比特异或bitxor()操作进行数据变换，表示如下：
32、
33、当s4′＝2时将g颜色通道与r颜色通道相互交换，同时使用比特异或操作进行数据变换，表示如下：
34、
35、当s4′＝3时将b颜色通道与r颜色通道相互交换，同时使用比特异或操作进行数据变换，表示如下：
36、
37、当s4′＝4时将b颜色通道与r颜色通道相互交换后，再g颜色通道与r颜色通道相互交换，同时使用比特异或操作进行数据变换，表示如下：
38、
39、当s4′＝5时先将r颜色通道与g颜色通道相互交换后，再将r颜色通道与b颜色通道相互交换，同时使用比特异或操作进行数据变换，表示如下：
40、
41、进一步地，所述s6具体表示为：
42、
43、其中，表示密文图像，分别表示步骤s5的加密结果，mod表示取模函数。
44、在本专利技术在二方面提供了一种混沌序列置乱图像加密方法系统，包括：
45、初始化模块，用于对原始明文图像初始化处理，包括：
46、s101、输入明文图像，对明文图像进行分块处理，得到子块组合；
47、s102、读取明文图像的哈希特征值并通过计算得到四个密钥key1、key2、key3和key4作为混沌初值，分别经混沌系统迭代后得到四条伪随机序列s1，s2，s3,s4，并进行求余以及向下取整处理，得到随机序列s1′，s2′，s3′,s4′；
48、序列置乱模块，用于使用序列s1′分块处理后的明文图像以块为单位进行置乱，表示为：
49、
50、其中，x＝[1，2，…，h]，y＝[1，2，…，w]，z是矩阵的维度，i是中间变量，x、y分别表示索引矩阵没有实际意义，b表示置乱后的图像，p表示原图，t表示中间变量；
51、旋转加密模块，用于根据随机序列s2′对子块组合中的数据进行块旋转加密处理，得到旋转加密后的矩阵；
52、差值加密模块，用于当随机序列s3′＝1时，对所述旋转加密模块的矩阵数值取与255的差值；
53、颜色加密模块，用于根据随机序列s4′选择相对应的rgb颜色变换；
54、密文图像生成模块，用于将密钥key1、key2分别代入混沌系统迭代后得到四条伪随机序列s1，s2，s3,s4与随机序列s1′，s2′，s3′,s4′，并对随机序列s1′，s2′，s3′,s4′进行排序得到索引矩阵i本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述S101中，分块处理具体为：
3.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述S3，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述S4表示如下：
5.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述S5具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述S6具体表示为：
7.一种混沌序列置乱图像加密方法系统，其特征是，包括：
8.一种混沌序列置乱图像加密装置，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行权利要求1～6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～6任一项所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述s101中，分块处理具体为：
3.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述s3，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述s4表示如下：
5.根据权利要求1所述的一种混沌序列置乱图像加密方法，其特征在于，所述s5具体包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：程曦圆，林一挺，谢之瑜，程文彬，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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