技术特征：
1.基于混合混沌和arnold变换的图像加密算法，其特征在于：具体包括以下步骤：s1、先采用两个混沌系统产生的混合混沌伪随机序列作为参数对arnold变换进行动态抽取，生成变换规则；s2、然后将图像像素矩阵与两个混沌系统产生的混合混沌伪随机序列矩阵进行异或运算生成扩散矩阵进行加密；s3、之后使用matlab软件对算法进行仿真，并通过密钥空间、直方图、信息熵、相邻像素相关性等图像加密性能指标对该算法进行分析。2.根据权利要求1所述的基于混合混沌和arnold变换的图像加密算法，其特征在于：所述步骤s1中对arnold变换进行动态抽取的置乱算法具体包括以下步骤：t1、读取输入原始图像的像素值，得到像素矩阵a；t2、以给定的混沌序列为参数，确定p的值，选取一种变换矩阵，将像素矩阵的a位置进行的arnold变换；t3、重复步骤t2过程n次；t4、经过上述步骤t1-t3，得到了一个置乱矩阵b。3.根据权利要求2所述的基于混合混沌和arnold变换的图像加密算法，其特征在于：所述步骤t3中每次迭代，利用一个参数p∈{0,1,2,3}来选取其中的一种变换方法，即动态选取以下四种变换矩阵之一：在选择p值时，根据混合混沌系统产生的混沌伪随机序列，经过取整、取模等处理后，动态地选择p值，进而动态地选择四种变换模式中的一种进行置乱。4.根据权利要求1所述的基于混合混沌和arnold变换的图像加密算法，其特征在于：所述步骤s2中采用混合混沌系统生成的混沌序列，重塑成混沌矩阵，最后将置乱矩阵和混沌矩阵进行异或运算，实现最终的加密，通过采用以下两个混沌系统进行加密：logistic混沌系统是二维成对logistic混沌系统：式中λ1、λ1、λ1和λ1为系统参数，当2.75＜λ1≤3.4，2.7＜λ2≤3.45，0.15＜γ1≤0.21，0.13＜γ2≤0.15时，该混沌系统为混沌映射，其中w(n),u(n)∈(0,1)。四维chen超混沌系统：其中x,y,z,q为状态变量，a,b,c,d,k为系统参数，当这些参数取某些特定的值时，系统呈现出混沌状态。5.根据权利要求4所述的基于混合混沌和arnold变换的图像加密算法，其特征在于：所
述步骤s2中加密算法的具体加密步骤如下：e1、读取原始图像，将其转化成一个二维像素值矩阵，若不能够进行整除则对较短的边进行补“0”，形成一个n
×
n的矩阵；e2、输入二维logistic函数的参数,(λ1,λ2,γ1,γ2)的值分别取(3.01,2.8,0.)，状态变量的初始值w(1),u(1)为(3.01,2.8)代入离散logistic混沌系统，去掉前400项，得到混沌实数混沌伪随机序列w
i
,u
i
；e3、输入四维chen超混沌系统的参数a＝35,b＝3,c＝12,d＝7,k＝0.58，状态变量的初始值x,y,z,q分别取(0.1,0.001,0,0.1)代入chen超混沌系统，去掉前400 项，得到混沌实数混沌伪随机序列x
i
,y
i
,z
i
,q
i
；e4、由式kx＝[|x
i-[x
i
]|]
×
10
15
,ky＝[|y
i-[y
i
]|
×
10
15
]mod256,mod256,取混沌实数序列中元素小数点后15位，除kx序列外进行取整后取模256，转化成(0,255)范围内的混沌伪随机序列，式中[
·
]为取整函数。六组序列中x
i
,y
i
为单独的两组序列，z
i
,q
i
两组序列交叉排列w
i
,u
i
两组序列交叉排列，一共得到新的四组序列；e5、将伪随机序列k、kz转换成二维矩阵h、hz，大小皆为n
×
n；e6、将序列kx对4取模，可以确定p值，作为arnold变换的参数选定变换矩阵，进行一轮迭代，重复n次，得到图像a；e7、由式将二维矩阵a、二维矩阵h和二维矩阵hz进行异或运算，得到加密矩阵m，转化得到加密图像。6.根据权利要求5所述的基于混合混沌和arnold变换的图像加密算法，其特征在于：与所述加密算法相对应的解密算法具体包括以下步骤：p1、取加密时的密钥，分别由logistic混沌系统和四维chen超混沌系统得到混沌实数伪随机序列w
i
,u
i
和x
i
,y
i
,z
i
,q
i
，然后，由加密算法步骤e4中的公式产生六组混沌序列，产生六组混沌序列，六组序列中x
i
,y
i
两组单独序列，z
i
,q
i
两组序列交叉排列，w
i
,u
i
两组序列交叉排列，一共得到新的三组序列；p2、将伪随机序列k、kz转换成二维矩阵h、hz，大小皆为n
×
n。p3、将密文矩阵与二维矩阵h、hz进行像素值异或运算，得到置乱矩阵a。p4、以图像a为对象，将序列kx对4取模，可以确定p值，作为arnold变换的参数选定变换的方式，利用选定矩阵的逆矩阵，得到解密图像。
技术总结
本发明公开了基于混合混沌和Arnold变换的图像加密算法，具体包括以下步骤：S1、先采用两个混沌系统产生的混合混沌伪随机序列作为参数对Arnold变换进行动态抽取，生成变换规则；S2、然后将图像像素矩阵与两个混沌系统产生的混合混沌伪随机序列矩阵进行异或运算生成扩散矩阵；S3、之后使用MATLAB软件对算法进行仿真，本发明涉及混沌图像加密技术领域。该基于混合混沌和Arnold变换的图像加密算法，通过采用两个混沌系统产生的混合混沌伪随机序列作为参数对Arnold变换进行动态抽取生成变换规则的置乱，保密强度高，其混沌伪随机系列为两个混沌系统产生的混合混沌，作为密钥的参数和初始值较多，密钥空间大。密钥空间大。密钥空间大。
技术研发人员：陈云 王家俊 袁志民 李强
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/6/28