本發(fā)明涉及視頻保密通信方法，具體是一種高維混沌映射的視頻保密通信方法。

背景技術：
1989年英國數(shù)學家Mattllews首次提出了一種基于一維Logistic映射的文本密碼方案。從此混沌加密成為研究的熱點?；煦缦到y(tǒng)應用于圖像加密，首先由Fridrich于1997年提出，使用二維的Baker映射和Cat映射進行了像素位置的變換，不過二維Cat映射的密鑰空間過小，同時局限于對正方形大小圖像加密。Chen和Mao在Fridrich的基礎上，將二維Baker映射和二維Cat映射擴展到三維，并分別利用三維映射提出了一個快速的圖像加密方案。Feng等利用混沌拉伸和折疊的原理提出了line映射圖像加密算法后又利用圖像分割的思想提出了一種混沌映射圖像加密算法。近年來二維混沌映射被擴展到三維空間進行圖像加密，如Mao等人提出的3DBakermap圖像加密算法，ChenG提出的3DCatmap圖像加密算法。國家知識產(chǎn)權(quán)局于2012年12月19日公開了公開號為CN102831569A，專利名稱為一種面向手機服務的數(shù)字圖像選擇加密方法的發(fā)明專利文獻，該專利文獻：包括待加密分數(shù)小波低頻子帶的選擇、圖像混沌加密密鑰的確定、圖像的加密操作及加密質(zhì)量評價四部分；其中，圖像混沌加密密鑰的確定，要實現(xiàn)分數(shù)小波變換和混沌加密需要確定以下參數(shù)：(1)混沌序列的控制參數(shù)α，由用戶給出；(2)圖像小波變換的尺度β，由用戶給出；(3)分數(shù)小波變換的分數(shù)階數(shù)γ，且滿足0<γ<2，由用戶給出；(4)混沌序列初始值X(0)，它的確定過程如下：步驟1.設原始圖像是m比特的，從被選擇的子帶中任選5個像素點P1,P2,P3,P4,P5，由這5個點的像素值來獲得該子帶的混沌序列初始值；步驟2.按照下列公式計算所選小波子帶的混沌序列初始值：上述四個參數(shù)α,β，γ,X(0)構(gòu)成所選子帶圖像加密的密鑰；圖像的加密操作如下：步驟1.對于所選擇的小波低頻子帶，設該子帶的大小是N1×N2，利用這個分數(shù)小波低頻子帶生成的系列初始值X(0)，按照如下映射生成混沌序列：X(n+1)＝cos(α·arccos(X(n))(4)，其中，α是控制參數(shù)，且X(n)∈[-1,1]，此時所生成的序列是混沌的，由于這個混沌序列是雙極性的，按照下述變換將其轉(zhuǎn)化成[0,1]內(nèi)的單極性序列：這個序列的長度取為N1×N2，并將這N1×N2個數(shù)值轉(zhuǎn)換成N1行N2列的混沌矩陣，記為U；步驟2.對所選擇的分數(shù)小波低頻子帶進行加密，加密按如下公式計算：其中，是XOR運算，ValueNew(i,j)、ValueOld(i,j)分別是所選擇分數(shù)小波低頻子帶加密后與加密前在第i行第j列的低頻子帶分數(shù)小波系數(shù)；步驟3.用加密后的分數(shù)小波低頻子帶替換加密前的分數(shù)小波低頻子帶之后，進行小波逆變換，獲得初始加密圖像；步驟4.將所獲得的初始加密圖像分割成4幅大小相同的子圖像，之后對這4幅子圖像依照順時針方向做輪換處理后，所獲得的圖像就是最終的加密圖像。上述專利的技術方案與本專利的技術方案完全不同。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種保密性強、加密還原度高的高維混沌映射的視頻保密通信方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種高維混沌映射的視頻保密通信方法，包括以下步驟：A.建立8維離散混沌映射的動力學方程：式中Ni(i＝1,2,…,8)＝2，A8＝(Aij)8×8(i,j＝1,2,…,8)的構(gòu)造方法為其中：下標排序Oi,j，其中i，j的取值應滿足的條件為選擇其中的一種下標排序Oi,j為：Oi,j＝78,13,14,15,16,45,18,23,24,25,57,27,28,34,35,36,37,38,17,46,47,48,56,26,58,67,68,12則相應的變換矩陣A8為Tij的乘積，得得視頻像素位置置亂加密算法為式中的第二行和最后一行聯(lián)合起來表示8個從0到3的嵌套循環(huán)；B.通過上述8個從0到3的嵌套循環(huán)，循環(huán)次數(shù)為216，與一幀圖像的像素相等，根據(jù)上式，得視頻像素位置置亂加密算法的映射表如下表所示：由于視頻像素位置置亂加密算法中的取模運算是模4運算，故映射表中的每一項E(S,i)只能有0,1,2,3四種可能的取值，即E(S,i)∈{0,1,2,3}式中S＝0,1,2,…,216-1，i＝1,2,…,8；C.加密運算：①給二維視頻圖像中的每個像素編排順序號：像素位置置亂加密之前將一幅大小為256×256的二維視頻圖像像素的位置表示成一維數(shù)組，共有65536個像素點，對應該一維數(shù)組的長度為65536，在像素位置置亂加密之前，每一個像素對應一個順序號，順序號S每次按增加1的順序排列并且滿足0≤S≤216-1，S(S＝0,1,2,…,216-1)的大小為②構(gòu)建視頻像素位置置亂加密后的順序號：利用映射表中每一行對應的8個E(S,i)(i＝1,2,…,8)，構(gòu)造一個視頻像素位置置亂加密之后的順序號，則對應順序號的大小為E(S)＝E(S,α1)×214+E(S,α2)×212+E(S,α3)×210+E(S,α4)×28+E(S,α5)×26+E(S,α6)×24+E(S,α7)×22+E(S,α8)×20式中αi(i＝1,2,…,8)∈{1,2,…,8}，α1≠α2≠…≠αn。根據(jù)上式，由于S與E(S)是一對一的，故E(S)也有65536種不同的取值；③利用視頻像素位置置亂加密算法映射表，將原來位置為S處的像素值映射到位置為E(S)處，由此得到一幀圖像的密文值p(k)；D.信息傳送：服務器端同時將一幀圖像的密文值p(k)通過以太網(wǎng)傳送給客戶端；E.客戶端利用以同樣方式產(chǎn)生的映射表對密文值p(k)進行反映射實現(xiàn)解密。進一步地，所述步驟C中的步驟③中的具體方法如下：首先，設視頻像素位置置亂加密之前的二維坐標為(x,y)，則加密之前的二維坐標(x,y)與一維數(shù)組順序號S(S＝0,1,2,…,216-1)之間的關系為式中floor表示向下取整，mod為模函數(shù)；其次，設視頻像素位置置亂加密后的二維坐標為(xe,ye)，則加密后的二維坐標(xe,ye)與一維數(shù)組順序號E(S)之間的關系為如果位置置亂加密之前對應二維坐標(x,y)的視頻像素值為V(x,y)，則位置置亂加密之后對應二維坐標(xe,ye)的視頻像素值為Ve(xe,ye)，進行下式所示的置換操作運算Ve(xe,ye)＝V(x,y)則實現(xiàn)了視頻像素的位置置亂的加密，最后得到一幀圖像的密文值p(k)。進一步地，所述步驟E中的具體解密方法如下：解密是加密的逆運算，設解密后對應像素順序號的數(shù)學表達式為D(S)＝D(S,α1)×214+D(S,α2)×212+D(S,α3)×210+D(S,α4)×28+D(S,α5)×26+D(S,α6)×24+D(S,α7)×22+D(S,α8)×20設視頻像素解密后...