1.基于改进约瑟夫遍历和广义Henon映射的图像加密方法,其特征在于包括以下步骤:第1步:由用户选定as,bs,al,bl,ad,bd,aM,bM且ad,as,al,aM∈(1.98,2),bd,bs,bl,bM∈(-
0.005,0)∪(0,0.0084)作为用户密钥,选择待加密图像A=(Pi,j)m×n且Pi,j∈[0,255]和迭代元素序列长度ll≥2000,将Pi,j按式(1)视为比特位串序列:Pi,j=〈bi,j,0,bi,j,1,…,bi,j,7> (1)式(1)中,bi,j,0为当前像素Pi,j的最低位,bi,j,7为当前像素的最高位;
第2步:记A的SHA-1值为SSHA-1,,将SSHA-1每4位2进制数看作1位16进制数,记其中每一位
16进制数为SSHA-1[i],i∈{0,1,…,39},将其按式(10)分为4组,依次记为G0,G1,G2,G3,每组长度为10;
式(10)中,G0,G1,G2,G3分别按式(11)映射为 和式(11)中,每组G0,G1,G2,G3的前8位16进制数用于产生 中间8位16进制数用于产生 后8位被用于产生 fDecimal()为转小数函数,其功能为将8位16进制数直接转换为10进制纯小数;
第3步:将 代入式(6)进行迭代,滤除前nn个迭代坐标后,nn≥200,迭代产生长度为ll的映射坐标序列,ll≥2000,依次记为并将其作为
式(6)中,当a∈(1.98,2)且b∈(-0.005,0)∪(0,0.0084)时,其不变分布变差较小,随机性较好;
第4步:将 代入式(7 )进行量化产生
作为(i,j,k)ll;
式(7)中, 为向下取整函数;
第5步:将 和 依次代入式(6)产生长度
为ll的3维元素序列,在产生迭代元素序列前,同样滤除前nn个映射坐标以消除暂态效应,记迭代产生的坐标序列分别为:和 将其分别代入式(8)分别进行量化,记量化后的坐标依次为和
将 作为 将 作为
将 作为
第6步:将A=(Pi,j)m×n转换为Α=(bi,j,k)m×n×8;
第7步:对(i,j,k)所在的x,y,z方向的比特位串 按式(3)和式(4)依次进行置换,得置换后的比特位串 若式(4)中的箭头方向逆置,则为逆变换;
式(3)中,函数fJosephus-3()为扩展约瑟夫遍历映射,包含5个参数,记对应的参数依次为N,S,L,D,M, 和 分别为fJosephus-3在x,y,z方向上的报数起点位置,报数间隔,报数方向和报数终值,即以S为报数起始值,每间隔L个元素,按参数D约定的报数方向进行报数,每次淘汰报数值为M的元素,从而按元素淘汰索引顺序形成1,...,N上的一个排列;
第8步:记 邻近的4邻域比特位串依次为 对其进行混淆加密按式(5)进行逐位异或混淆产生新的第9步,反复执行第7步~第8步,直至(i,j,k)ll序列中的所有元素都处理完毕;
以上加密方法执行t轮,t≥1,每轮都使用相同的SSHA-1和as,bs,al,bl,ad,bd,aM,bM。
2.与权利要求1基于改进约瑟夫遍历和广义Henon映射的图像加密方法对应的图像解密方法,其特征在于包括以下步骤:第1步:输入密钥as,bs,al,bl,ad,bd,aM,bM,及SSHA-1,和迭代元素序列长度ll,ll≥2000,以及加密图像A′;
第2步:根据SSHA-1,按式(10)计算G0,G1,G2,G3,按式(11)产生Henon映射初始值和第3步:将 代入式(6),滤除前nn个后,nn≥200,迭代产生ll个映射坐标序列,将其作为
第4步:将 代入式(7)作为(i,j,k)ll;
第5步: 和 依次代入式(6),滤除前nn个后迭代产生ll个映射坐标序列,按式(8)量化为
第6步:将A′=(P′i,j)m×n转换为Α′=(b′i,j,k)m×n×8;
第7步:将(i,j,k)ll序列中的每个元素,从最后一个3维坐标起,提取z方向的比特位串对 和邻近的4邻域比特位串 再次异或进行混淆解密;
第8步:将(i,j,k)ll序列中的每个元素作为(bi,j,k)m×n×8的3维坐标,依次提取在z,y,x方向的比特位串 按式(4)的逆变换和式(3)进行逆置换;
式(3)中,函数fJosephus-3()为扩展约瑟夫遍历映射,包含5个参数,记对应的参数依次为N,S,L,D,M, 和 分别为fJosephus-3在x,y,z方向上的报数起点位置,报数间隔,报数方向和报数终值,即以S为报数起始值,每间隔L个元素,按参数D约定的报数方向进行报数,每次淘汰报数值为M的元素,从而按元素淘汰索引顺序形成1,...,N上的一个排列;
第9步,反复执行第7步~第8步,直至(i,j,k)ll序列中的所有元素都处理完毕;
解密方法同样可执行t轮,t≥1,每轮都使用相同的SSHA-1和as,bs,al,bl,ad,bd,aM,bM。