CN119484722A 一种基于水鸟-植物超混沌系统的图像加解密方法及系统 （江西师范大学）

一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密方2基于生态学中的两栖息地消费者及资源关系，构建水鸟—植物根据有限域GF(28)的运算规则，对所述中间加密图像进行扩散操作，生成最终加密图对所述中间解密图像进行逆置乱操作，生成所述待加密彩色图像对应的最终解密图2.根据权利要求1所述的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密方法，其特征通过数值求解法求解所述水鸟—植物超混沌系统3.根据权利要求2所述的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密方法，其特征3;4.根据权利要求3所述的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密方法，其特征从包括六个状态变量的所述水鸟—植物超混沌系统中随机选取三个状态变量作为三维伪随机序列；根据所述待加密彩色图像，提取三个颜色通道的第一矩阵，分别使用所述三个置乱索引分别对所述三个第一一维数组进行置乱将所述三个置乱后一维数组分别恢复为三个第一二维矩阵，以合成所述中间加密图5.根据权利要求4所述的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密方法，其特征从包括六个状态变量的所述水鸟—植物超混沌系统中随机选取一个状态变量作为一维伪随机序列；根据所述中间加密图像，提取三个颜色通道的第二矩阵，分别将将每个所述像素值和所述扩散序列通过有限域GF(28)的运算规则，分别得到三个颜色6.根据权利要求5所述的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密方法，其特征7.根据权利要求5所述的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密方法，其特征4m(x)=⃞8+x4+x3+x+1，构建系统模块，用于基于生态学中的两栖息地消费者及其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令，以实现5[0006]基于此，本申请提出一种基于水鸟—植物超混沌系统的6根据有限域GF(28)的运算规则，对所述中间加密图根据有限域GF(28)的逆运算规则，对所述最终加密[0008]作为第一方面的一种可选实施方式，基于生态学中的两栖息地消费者及资源关i的繁殖器官冬芽Yi在;7加密图像进行扩散操作，生成最终加密图像的步骤包括：从包括六个状态变量的所述水图像加密模块，用于使用所述伪随机序列对所述待加密彩色图像进行置乱操作，8[0019]图1为本申请第一实施例提出的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密方图2为本申请第二实施例提出的水鸟—植物超混沌彩色图像加解密方法的完整框图3为本申请第二实施例中的基于水鸟—植物超混沌系统在特定参数条件下的李图5为本申请第二实施例中的基于水鸟—植物超混沌系统中六个状态变量的时间图6为本申请第二实施例中的基于水鸟—植物超混沌彩色图像加解密方法的实验图7为本申请第三实施例提出的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加解密系9请参阅图1，为本申请第一实施例提出的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像扩散，从而增加图像加密的强度。本申请提出的加解密技术基于生态学中两栖息地消费[0031]该水鸟—植物超混沌系统中变量之间的耦合关系导致系统具有高度的复杂性和;fx1(i),X2(i),y1(i),y,(i),z(i),6(i)}。此时，将这些状态变量的一部分或它们的某种组合作为伪随机序列的组成部分。可以取其中一个状态变量，或者通过sr=f(x,(i),x,(i),y1(i),y,(i),z(i),9(i))。此伪随机序列用于图像的置乱与扩散操作，使得加X2,Y,Y,Z,B)的值为[6,5,2,1,4,0.5]，[0044]在该子步骤中，对选择的伪随机序列升序排序后生成的置乱索引，生成的是达为：红色通道：R=original_image(,:,1)；绿色通道：G=original_image(,:,2)；蓝色通道：B=original_image(:,:,3)；红色通道：Rrar=reshape(R,[144x223,1])=reshape(R,[32112,1])；绿色通道：Gnar=reshape(G,[144x223,1])=reshape(G,[32112,1])；蓝色通道：Brar=reshape(B,[144x223,1])=reshape(B,[32112,1))。。tri5scrambled_image(144,223,3)，大小为144x223x3，是用于存储置乱后的彩色图像的像;;。从而实现加密。其基本原理是将每个像素的值与通过超混沌系统生成的伪随机序列相乘，[0057]具体地，对一维伪随机序列进行绝对化、放大处理以及同时对像素值256进行取[0058]从水鸟—植物混沌系统求解的结果矩阵Y中随机选择一个维度（如第4列令为终的扩散序列sep4=mod(uinte(IY(,4)IX106),256)。操作过程如下：。matrix5marx,s展平为第二一维数组flatenene=[255255255255[0062]需要说明的是，GF(28)是一个有限域，它包含28=256个元素，用于扩散加密操作。其元素是0到255之间的整数。在GF(28)中，所有的加法和乘法运算都遵循有限域的运算规则，特别是乘法操作，涉及到多项式运算。在本方法中，GF(28)的乘法操作通过模多项式m(x)=8+XA+x3+x+1实现，确保了所有计算结果都处于0到255的范围表第i个元素。随后，将代表每个像素值f(i)和扩散序列的值sep4(i)通过GF(28)进行计;然后对将扩散后的flatehamner一维数x,⃞首先对每个通道的置乱序列进行反向操作，即按照逆序索引将每个像素恢复到原始位置。图2展示了本申请第二实施例中，基于适应性觅食的水鸟—植物超混沌彩色图像敏感性和不可预测性，使得生成的伪随机序列在加密过程中具有较强的随机性和混沌性，Matlab软件平台上对该系统进行仿真模拟。设置系统的初始值(X,X2,Y,Y,Z,B)中的竖直虚线设置仿真时间区间为[0,20000]。结果10_410_2色曲线均在零线上方系统即表现出超混沌的特性。这种更高层次的混沌意味着系统的动力学轨迹在至少两个正增长方向上对初值高度敏感，从而呈现出更复杂、多重敏感且更难晰地表明该系统进入超混沌状态。由于正LE指数的存在，系统在相空间中并不会趋于简单的吸引子或稳态，而是保持对初值与外界微扰的高灵敏度，形成高度复杂的混沌吸引 态变量对系统动力学结构的影响，帮助观察系统在不同相空间投影下的轨迹形态是否存在相似性与对称性，或在不同状态分量上呈现出何种非对称的吸引子分布。该三维相图并非[0080]下面结合图6为本发明的基于适应性觅食的水鸟—植物超混沌彩色图像加解密方一幅原始彩色图像（如基于该水鸟—植物适应性动力学模型仿真生成的双参数影响系统稳[0081]在获得混沌序列后，加密流程主要分为两个阶段：置乱（Confusion）与扩散通道展平为一维数组，并利用由水鸟—植物超混沌系统生成的多个独立混沌序列对每个通排。这种根据混沌序列生成的置乱索引将图像原有的空间分布规律彻底打乱，形成无明显的多项式运算，将每个置乱后图像像素值与对应的扩散因子进行乘法操作，从而改值的统计分布。请参阅图7，所示为本申请第三实施例提出的一种基于水鸟—植物超混沌系统的图像加密模块300，用于使用所述伪随机序列对所述待加密彩色图像进行置乱操法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但