混沌图像加密matlab,基于复合混沌系统的彩色图像加密算法及Matlab实现

混沌图像加密是一种基于混沌理论的图像加密方法，它利用混沌系统的随机性和复杂性来保护图像的安全性。基于复合混沌系统的彩色图像加密算法是一种基于混沌理论和图像处理技术的加密方法，它能够有效地保护彩色图像的机密性和安全性。

以下是基于复合混沌系统的彩色图像加密算法的实现步骤：

1. 彩色图像分解为RGB三个分量，每个分量的大小为M×N。

2. 选择两个相互独立的混沌系统，如Logistic混沌系统和Chen混沌系统。

3. 采用密钥扩展算法生成初始密钥，用于混沌系统的初始化和加密过程中的秘钥。

4. 对RGB三个分量分别进行加密，每个分量的加密过程如下：

（1）将分量矩阵转化为一维数组。

（2）通过混沌系统生成加密序列，对分量数组进行异或加密。

（3）将加密后的分量数组转化为矩阵。

5. 对加密后的RGB三个分量进行合并，得到加密后的彩色图像。

6. 采用密钥扩展算法生成解密密钥，用于解密过程中的秘钥。

7. 对加密后的彩色图像进行解密，解密过程如下：

（1）将加密后的彩色图像分解为RGB三个分量。

（2）通过混沌系统生成解密序列，对分量数组进行异或解密。

（3）将解密后的分量数组转化为矩阵。

8. 对解密后的RGB三个分量进行合并，得到解密后的彩色图像。

以下是基于复合混沌系统的彩色图像加密算法的Matlab实现代码：

% 读取彩色图像
img = imread('lena.png');
% 分解RGB三个分量
R = img(:, :, 1);
G = img(:, :, 2);
B = img(:, :, 3);
% 选择混沌系统
x1 = 0.1;
y1 = 0.2;
z1 = 0.3;
x2 = 0.4;
y2 = 0.5;
z2 = 0.6;
% 生成密钥
key = generate_key(x1, y1, z1, x2, y2, z2);
% 对RGB三个分量分别进行加密
R_encrypted = encryption(R, key);
G_encrypted = encryption(G, key);
B_encrypted = encryption(B, key);
% 合并加密后的RGB三个分量
img_encrypted = cat(3, R_encrypted, G_encrypted, B_encrypted);
% 生成解密密钥
key_decryption = generate_key(x1, y1, z1, x2, y2, z2);
% 对加密后的彩色图像进行解密
R_decrypted = decryption(R_encrypted, key_decryption);
G_decrypted = decryption(G_encrypted, key_decryption);
B_decrypted = decryption(B_encrypted, key_decryption);
% 合并解密后的RGB三个分量
img_decrypted = cat(3, R_decrypted, G_decrypted, B_decrypted);
% 显示原始图像和解密后的图像
subplot(1, 2, 1);
imshow(img);
title('Original Image');
subplot(1, 2, 2);
imshow(img_decrypted);
title('Decrypted Image');

% 密钥扩展算法
function key = generate_key(x1, y1, z1, x2, y2, z2)
    key_length = 10000;
    key = zeros(1, key_length);
    for i = 1 : key_length
        x1 = 1 - 2 * x1 ^ 2 + 4 * x1 * y1;
        y1 = z1 * x1;
        z1 = 1 - x1 - y1;
        x2 = 1 - 2 * x2 ^ 2 + 4 * x2 * y2;
        y2 = z2 * x2;
        z2 = 1 - x2 - y2;
        key(i) = mod(x1 + y1 + z1 + x2 + y2 + z2, 256);
    end
end

% 加密函数
function img_encrypted = encryption(img, key)
    [M, N] = size(img);
    img_encrypted = zeros(M, N);
    for i = 1 : M
        for j = 1 : N
            img_encrypted(i, j) = bitxor(img(i, j), key(mod(i * N + j, length(key)) + 1));
        end
    end
end

% 解密函数
function img_decrypted = decryption(img_encrypted, key)
    [M, N] = size(img_encrypted);
    img_decrypted = zeros(M, N);
    for i = 1 : M
        for j = 1 : N
            img_decrypted(i, j) = bitxor(img_encrypted(i, j), key(mod(i * N + j, length(key)) + 1));
        end
    end
end

以上是基于复合混沌系统的彩色图像加密算法的Matlab实现。