元胞自動機在圖像并行加密中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些技術(shù)在給日常生活帶來方便的同時，其安全方面的隱患也日益暴露。在保障信息安全的眾多技術(shù)中，密碼技術(shù)無疑扮演著舉足輕重的角色。圖像數(shù)據(jù)具有編碼結(jié)構(gòu)特殊、數(shù)據(jù)量大、實時性要求高等特點。傳統(tǒng)的經(jīng)典數(shù)據(jù)加密算法，例如DES、RSA等直接用于圖像數(shù)據(jù)加密，很難滿足其實時性要求，而且會改變數(shù)據(jù)格式；采用混沌系統(tǒng)加密計算復(fù)雜度較高，系統(tǒng)的性能又無法得到保障。
　　 元胞自動機以其特有的結(jié)構(gòu)的簡單性、內(nèi)在的并行性

2、以及復(fù)雜計算的能力成為密碼學(xué)中研究的熱點方向之一，并且展現(xiàn)出非常好的發(fā)展前景。近年來，計算機處理器物理制作工藝和技術(shù)不斷的提升，計算機越來越向著多核、多處理器的方向發(fā)展。目前，多核計算機也非常地普及，并行計算的時代已經(jīng)到來。本文對元胞自動機和并行計算進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，探索出了一種用于快速圖像加密的新方法。本文主要工作如下：
　　 ①簡要介紹元胞自動機理論，研究并分析了可逆元胞自動機和觸發(fā)元胞自動機的并行加密模型。
　　

3、②在分析了可逆元胞自動機的基礎(chǔ)上，提出了基于構(gòu)造可逆元胞自動機并行加密算法，并采用耦合的思想對其進(jìn)行改進(jìn)。在保證并行高效計算的同時，大大地提高了密鑰空間，使它能滿足分組加密的安全要求。
　　 ③提出了基二維觸發(fā)元胞自動機并行加密算法，并通過CBC的加密模式對該算法進(jìn)行了改進(jìn)以更好地用于加密圖像。和一維元胞自動機相比，采用二維元胞自動機的加密算法擁有更大的密鑰空間，系統(tǒng)安全性大大增強。同時，該算法在不增大計算量的情況下，能夠使得加