基于時(shí)延Logistic混沌映射的圖像加密算法研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，數(shù)字圖像的傳輸日益頻繁。研究高效安全的圖像加密算法對(duì)維護(hù)國家安全和個(gè)人隱私都具有重要的意義。因一維離散混沌系統(tǒng)計(jì)算成本低，所以更適用于實(shí)時(shí)性要求較高的圖像加密中。由于傳統(tǒng)的一維混沌映射存在混沌區(qū)間窄、李雅普諾夫指數(shù)較小和混沌序列分布不均勻等缺陷，因而對(duì)一維混沌映射進(jìn)行改進(jìn)成為其應(yīng)用到圖像加密中的關(guān)鍵。
　　本文以傳統(tǒng)的一維Logistic映射作為研究對(duì)象，將時(shí)延因素納入到混沌映射模型中，構(gòu)造了一類改進(jìn)的Logis

2、tic映射，并將其應(yīng)用到圖像加密領(lǐng)域提出了兩種混沌圖像加密算法。論文的主要工作如下：
　　(1)將時(shí)延因素納入到一維Logistic映射中，考慮線性耦合，提出了一種具有時(shí)延線性耦合結(jié)構(gòu)的Logistic映射模型，簡稱DLCL。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明該映射較傳統(tǒng)的一維Logistic映射具有更寬的混沌區(qū)間，混沌區(qū)域內(nèi)不存在周期窗口以及產(chǎn)生的混沌序列具有更好的遍歷性；
　　(2)在DLCL的基礎(chǔ)上，并考慮它們之間的非線性耦合，提出了

3、一類時(shí)延非線性耦合結(jié)構(gòu)的改進(jìn)Logistic映射模型，簡稱DNCL。在相同的系統(tǒng)參數(shù)下，當(dāng)引入非線性時(shí)延項(xiàng)之后，DNCL系統(tǒng)的最大李雅普諾夫指數(shù)較DLCL和Logistic映射明顯增大，系統(tǒng)的混沌特性越發(fā)顯著。
　　(3)將DLCL應(yīng)用在圖像加密中，提出了一種新的彩色圖像加密方法。提出的加密系統(tǒng)只需一輪的置亂擴(kuò)散加密操作便可獲得良好的加密效果，而且置亂操作的密鑰與原始圖像相關(guān)。性能分析和仿真結(jié)果表明，該加密算法具有較大的密鑰空間，

4、加密后的密文具有較好的偽隨機(jī)性，在抗統(tǒng)計(jì)分析攻擊、差分攻擊和選擇明文攻擊，以及抗裁剪攻擊和抗噪聲攻擊方面顯示了較好的效果。
　　(4)基于DLCL和DNCL提出了一種聯(lián)合比特和像素級(jí)的圖像加密算法。置亂過程中將比特平面進(jìn)行分離，對(duì)高四位平面進(jìn)行行列循環(huán)移位操作，在低四位平面中將每個(gè)像素的低四位轉(zhuǎn)換為一個(gè)0-15之間的整數(shù)，并對(duì)它們進(jìn)行整體的置亂操作；在擴(kuò)散操作中采用了塊間擴(kuò)散策略。利用DLCL產(chǎn)生置亂階段所需的置亂序列，該序列與原