基于混沌理論和密文擴(kuò)散的數(shù)字圖像加密算法研究.pdf

1、隨著科技日新月異的進(jìn)步發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)每天都在改變我們的生活，人們之間信息的交流變得越來(lái)越方便，但這同時(shí)也帶來(lái)隱患，在信息的傳輸過(guò)程中，重要信息被竊取屢見(jiàn)不鮮，所以對(duì)信息的加密保護(hù)變得非常重要。本論文圍繞著圖像加密這個(gè)主題，開(kāi)展的主要工作和研究結(jié)果如下:
　　(1)主要闡述了密碼學(xué)的基本知識(shí)，混沌系統(tǒng)的基本理論，典型的圖像加密算法，攻擊密碼系統(tǒng)的手段以及衡量加密算法性能的指標(biāo)。
　　(2)改進(jìn)了一種基于比特位替換和密文擴(kuò)散的

2、灰度圖像加密算法。原算法只有比特位替換過(guò)程和異或操作，并不能滿足圖像加密中的擴(kuò)散原則，并且線性的異或操作不能有效抵抗選擇明文攻擊，故在原算法的基礎(chǔ)上增加對(duì)中間密文圖像的擴(kuò)散加密過(guò)程和取模運(yùn)算，將明文中改變一個(gè)像素值后產(chǎn)生的影響，擴(kuò)散到密文中的其它像素值。經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試和性能分析，表明改進(jìn)算法相比于原算法，有更大的密鑰空間，像素間相關(guān)性更低，抗差分攻擊能力更強(qiáng)。
　　(3)提出了一種基于混沌系統(tǒng)的比特位替換和密文擴(kuò)散的彩色圖像加密算法

3、。先將彩色圖像分為三個(gè)獨(dú)立的灰度圖像，分別為紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)顏色通道的圖像，每個(gè)獨(dú)立的原始灰度圖像先與混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的序列進(jìn)行比特位替換，然后對(duì)三個(gè)加密圖像進(jìn)行密文交錯(cuò)擴(kuò)散操作，再使用改進(jìn)算法中提到的擴(kuò)散加密方法，完成對(duì)每個(gè)中間密文圖像的加密。在分別獲得三個(gè)通道圖像的密文后，將各通道的密文圖像合并，從而獲得最終的密文圖像。經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試，所設(shè)計(jì)的彩色圖像加密算法具有密鑰空間大，密鑰敏感性強(qiáng)，密文圖像的像素間相關(guān)性低等優(yōu)點(diǎn)，并且抗

4、差分攻擊能力強(qiáng)。
　　(4)提出了一種基于比特位平面聯(lián)合置亂和密文擴(kuò)散的彩色圖像加密算法。彩色圖像分為三個(gè)通道的圖像后，對(duì)每個(gè)通道圖像采用比特位平面分解，每個(gè)通道圖像分為八個(gè)比特位平面，將各個(gè)通道圖像分解后順序?qū)?yīng)的位平面按照列合并，得到八個(gè)合并后的平面，分別對(duì)這八個(gè)合并后的平面進(jìn)行全局置亂，然后將其分解為前、中、后三部分，對(duì)得到的24個(gè)比特位平面交換排列順序，將交換順序的位平面重新合并為三個(gè)圖像。對(duì)得到的三個(gè)中間密文圖像按照像素