基于位運算的數字圖像加密算法原理
主要由基于位運算的置亂加密和基于位運算的異或運算加密兩部分組成，為提高數字圖像加密算法的加密效果和安全性，加密前必須對圖像進行基于位置置亂的預處理。加密算法可描述如下：

算法1：數字圖像加密算法
Step1：輸入一幅大小為M×N的加密圖像Image，利用混沌系統(tǒng)產生基于位置變換的置亂序列L，再應用L對 Image進行基于位置置亂的預處理，得到圖像Pimage

Step2：將預處理的結果圖像 Pimage的灰度值
轉換為二進制序列，得到與圖像Pimage的灰度矩陣對應的三元函數Bimage(x，y，b)，其值為圖像中(x，y)處的灰度值的第b位。使用混沌系統(tǒng)產生二進制序列的位置置亂序列T_i，i=1，2，…，M×M，按先行后列的次序對Bimage (x，y)所對應的二值序列進行基于T_i的位置置亂，則可得到經過置亂變換處理的三元函數 Bimage*(x，y，b)；

Step 3：應用混沌系統(tǒng)生成偽隨機的二值序列B={b₁b₂…b_M×N×8}，與Bimage* (x，y，b)所對應的二值序列進行異或運算，再將其轉換成灰度值，最后可得到加密圖像 Eimage

加密過程流程圖

解密是加密的逆過程，根據算法的加密過程逆向操作即可完成解密

解密過程流程圖

基于混沌系統(tǒng)的置亂序列生成算法
在加密算法中，趾Step1和Step2均需獲得相應置亂序列。給出了一種基于逐次洗牌的置換序列生成算法，它的時間復雜度是O(M×N) ，且具有較妤的效率和安全性。為將該置換序列生成算法應用于圖像的加密和解密過程，可結合混沌系統(tǒng)的偽隨機性對其改進。

算法2：置換序列生成算法
Step1：給定L=(l₁，l₂，…;l_m)，初值為(1，2，m)

Step2：應用混沌系統(tǒng)生成相同大小的偽隨機序列{a₁，a₂，…;a_m}，其中a1∈(0，1)；

Step3：按l_m，…，l₂，l₁次序對L序列中的所有l(wèi)_i執(zhí)行step4

step4：令j= [a_i×(i-2)+1 ]，交換l_i和l_j

該算法可產生預處理所需的基于待加密圖像Image灰度矩陣的置亂序列L和應用于圖像 Pimage灰度值二進制序列的位置置亂序列T_i，i=1，2，…，M×N

ice

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