甘肃省计算中心沈玉琳获国家专利权
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龙图腾网获悉甘肃省计算中心申请的专利一种与明文像素动态相关的混沌图像加解密方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116599644B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310598851.X,技术领域涉及:H04L9/00;该发明授权一种与明文像素动态相关的混沌图像加解密方法是由沈玉琳;黄俊;张桂东;李唐艳;文洮;金能智;郑岩培;李守亮设计研发完成,并于2023-05-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种与明文像素动态相关的混沌图像加解密方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种与明文像素动态相关的混沌图像加解密方法,属于图像加密领域,包括密钥生成、图像加密和图像解密,所述密钥生成步骤提出了一种明文像素相关的密钥生成算法,用于提升加密结果与明文图像的相关性,能够有效的防范选择明文攻击,所述图像加密步骤包括动态置乱和扩散方法,将置乱和扩散过程进行结合,每一步操作都由加密结果进行动态的改变,提升加密过程的随机性,这种动态置乱和扩散的加密方式使得只需要进行一轮加密即可将明文图像安全的进行加密。本发明具备较大的密钥空间和较高的密钥敏感性,能够抵御统计学分析、差分分析及选择明文分析等常见的密钥分析方法,能为数字图像的存储和传输提供较高的安全性保障。
本发明授权一种与明文像素动态相关的混沌图像加解密方法在权利要求书中公布了:1.一种与明文像素动态相关的混沌图像加解密方法,其特征在于,包括密钥生成、图像加密和图像解密; 其中,所述密钥生成包括如下步骤: 步骤A1.哈希值获取:使用SHA-512算法从待加密的明文图像中计算哈希值K,哈希值K的长度为512位,类型为二进制字符串; 步骤A2.哈希值分割:将512位哈希值K按照8位进行分割,得到k1,k2,k3,…,k64一共64个长度为8的二进制数; 步骤A3.计算中间参数:将分割之后的二进制数进行异或运算,计算四个中间值h1、h2、h3、h4,计算方式如下式所示: 步骤A4.控制参数和初始值计算:根据中间参数计算变参数二维Logistic超混沌系统所需的3个参数α、x1和y1,计算方式如下式所示: 其中,modx,y代表x对y进行取模计算; 所述图像加密包括如下步骤: 输入:使用密钥生成步骤A4产生的密钥KEY=α,x1,y1,大小为M×N的明文图像P; 步骤B1.获取随机数组:将密钥KEY输入变参数二维Logistic超混沌系统内进行M×N+T次迭代,其中,T为常数,设置T=1000;为了消除混沌系统中可能存在的暂态现象,去除输出的前T个序列,得到大小均为M×N的二维随机数数组X和Y; 步骤B2.根据随机数组产生动态置乱和扩散的规则,对大小为M×N二维随机数组X按照行列分别求和,对求和之后的结果进行降序排列,将排列的位置作为行号和列号,构造一个由行号和列号构成的置乱规则S,扩散规则为随机数矩阵Y; 步骤B3.记加密结果为C,是一个大小为M×N的一维矩阵,加密过程即是对置乱规则S的遍历过程,设置遍历的方向标志位FLAG;当GLAG=0的时候按照从上到下、从左往右的顺序进行遍历,当FLAG=1的时候按照从下到上,从右到左的顺序进行遍历; 在遍历置乱规则S的过程中获得位置标号Si,Sj,其代表了二维矩阵的行号和列号,根据行号和列号从明文图像P中选择像素值 PSi,Sj,此为置乱过程;将选中的像素值和从随机数矩阵Y中选择随机数YSi,Sj按照下述公式所示的规则进行扩散加密,此为扩散过程; 其中,k∈[1,M×N]代表密文中存储加密结果的位置,加密过程从明文图像中选择图像是乱序的,加密结果在密文图像中的存放是顺序的;floorx代表向上取整函数; 每次扩散之后对标志位FLAG进行重新计算以决定下一次置乱的位置,初始置乱位置由混沌系统的控制参数决定,计算方式如下式所示: 置乱规则S遍历完成之后加密过程完成,将矩阵C转化为大小为M×N的二维矩阵即可得到加密结果。
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