基于混沌理論的空域圖像加密算法研究.pdf

1、隨著數字多媒體技術的快速發(fā)展，信息安全問題越來越突出。數字圖像因其形象、直觀與生動等特點，成為多媒體交流重要的傳輸介質。為了能夠確保數字圖像在傳輸過程中的安全，最直接有效的方法就是對數字圖像進行加密處理。而數字圖像具有數據量大、冗余度大、相關性高等特點，傳統(tǒng)的加密算法不再適用?；煦缋碚撘蚱渚哂袀坞S機性、對初始值的敏感依賴性等密碼學特性，使人們不斷將其應用于圖像加密中。針對單一地使用低維混沌系統(tǒng)對圖像加密，其密鑰空間小，安全性低等缺點，將

2、多混沌系統(tǒng)與超混沌系統(tǒng)應用于圖像加密算法中。本文主要做了以下工作:
　　(1)分析了關于國內外混沌圖像加密算法的研究現狀及研究意義，詳細介紹了混沌理論、密碼學及混沌密碼學等相關理論知識，并對二者的關系進行了簡要分析。接著對數字圖像加密算法設計原則、設計步驟以及圖像加密評價標準進行了總結。
　　(2)設計了一種基于多混沌映射的圖像加密算法。該算法在置亂階段引入Logistic映射產生控制參數，利用Arnold映射對圖像先進行全

3、局置亂再分塊置亂，達到了二次置亂的效果，再利用Henon混沌映射生成的序列，經過適當的處理后與置亂圖像進行異或運算以實現像素值的改變，充分打亂圖像的像素相關性，達到了很好的加密效果。實驗結果表明，該算法簡單易行，密鑰空間大，同時能有效地抵御各種攻擊，具有良好的安全性，魯棒性好等加密性能。
　　(3)提出一種基于改進Arnold變換的多混沌圖像加密算法，實現了圖像的加密。首先對傳統(tǒng)的Arnold變換方程做了改進，提高了置亂效果和置亂

4、性能;并引入了Kent映射產生Arnold變換控制參數，使得到的Arnold矩陣每次都不同。再利用二維Logistic映射進行灰度值替代加密操作。實驗數據表明，該算法置亂度好，密鑰空間大，能有效地抵御各種統(tǒng)計攻擊。
　　(4)針對已有的混沌圖像加密算法的缺陷，提出基于混沌映射的多輪選擇自適應圖像加密算法，該算法先利用Logistic-sine混沌映射對明文圖像進行位置置亂，然后將置亂后的圖像分成2*2子塊，再利用超混沌系統(tǒng)對子塊圖