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申请/专利权人：华东交通大学

摘要：基于忆阻超混沌的轻量级同步置乱扩散彩色图像加密方法，步骤包括：将待加密图像输入到哈希函数SHA‑256中以获取与明文相关联的密钥；通过密钥计算出忆阻超混沌的初始值和控制参数,并迭代产生混沌序列；对混沌序列进一步处理获取用于加密的整数序列、索引序列以及顺序矩阵；使用上述序列和矩阵对图像进行同步置乱扩散得到中间密文矩阵；通过序列重构的方法产生三个新的混沌序列并重复上述步骤对中间密文矩阵进行反向的同步置乱扩散得到加密图像。本方法提出的序列重构以及同步置乱扩散在相当程度上减小了加密算法所需要的计算复杂度及资源，同时保障其具备较高的安全性，能充分满足物联网、无线传感器网络等领域资源受限设备的安全需要。

主权项：1.基于忆阻超混沌的轻量级同步置乱扩散彩色图像加密方法，其特征在于，所述方法步骤如下：1将待加密图像输入到哈希函数SHA-256中，以获取与明文相关联的密钥，并通过以下表达式将二进制密钥转化为浮点数，随后计算出忆阻超混沌系统的控制参数以及初始值； 式中，a为忆阻超混沌系统的控制参数；b为忆阻超混沌系统的控制参数；x0为忆阻超混沌系统的初始值；y0为忆阻超混沌系统的初始值；z0为忆阻超混沌系统的初始值；key为哈希函数生成的256位哈希值；2将上述初始值x0,y0以及控制参数a,b输入忆阻超混沌系统中，进行迭代产生混沌序列；所使用的忆阻超混沌系统的数学模型为： 其中，α和b为忆阻超混沌系统的控制参数，c为忆阻器耦合强度；为展现出该忆阻超混沌系统的最佳性能，将忆阻器耦合强度设置为0.1，同时使参数a，b的值大于5；xn，yn，zn为状态变量；3对混沌序列进一步处理获取用于加密的整数序列、索引序列以及顺序矩阵；将上述步骤产生的混沌序列s1,s2,s3进行取模操作，获取扩散所需的整数序列t1,t2,t3，以及排序操作，得到索引序列S1,S2,S3；随后再将s1,s2,s3进行横向组合，形成大小为3M×N的混沌矩阵，并对其按照列方向进行排序，得到顺序矩阵O1；上述三个整数序列和索引序列分别对应RGB通道的同步置乱扩散操作；4将待加密图像的RGB通道分离，通过顺序矩阵O1选择要用于加密的通道，随后根据其相应的索引序列选择该通道加密像素的位置，并用整数序列确定扩散像素值，进行同步置乱扩散得到中间密文V；5对混沌序列s1,s2,s3进行序列重组，获得新的混沌序列s4,s5,s6，序列重组所使用公式如下： 6将经过序列重组获得的混沌序列重复步骤3，并使用新得到的索引序列和顺序矩阵对中间密文V重复步骤5的操作，对其进行反向的同步置乱扩散得到加密图像C。

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