基于混沌的圖像加密算法的研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字多媒體技術(shù)以及數(shù)字信息處理技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的數(shù)字圖像信息開始在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，而保證一些敏感數(shù)字圖像信息的安全性就變得至關(guān)重要了。
　　一般地，對數(shù)字圖像信息進(jìn)行安全性保護(hù)的主要措施是采用圖像加密技術(shù)，該技術(shù)能夠很好的隱藏圖像信息的內(nèi)容，所以對圖像進(jìn)行加密往往是作為保證這些敏感數(shù)字圖像信息傳輸安全性的重要手段之一。在過去的幾十年里，一些傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)常常被用于對數(shù)字圖像進(jìn)行加密，但是由于數(shù)字

2、圖像具有冗余度高、像素之間的相關(guān)性強(qiáng)及數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，這將導(dǎo)致計(jì)算機(jī)消耗大量的資源和開銷，所以研究者們開始尋求新的對圖像加密的算法。
　　其中，由于混沌具有低功耗、低復(fù)雜度、安全性高和方便性等特性，因而被廣泛的應(yīng)用于構(gòu)造圖像加密的各種算法。一般所使用到的主要混沌映射有：帳篷映射、貓映射、邏輯混沌映射、時(shí)空混沌映射、量子混沌映射和混沌細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。我們可以將這些混沌映射以各種方式進(jìn)行結(jié)合，或者對這些混沌映射進(jìn)行不斷地改進(jìn)來得到我們

3、想要的理想的加密算法。
　　本文中，我們首先介紹了數(shù)字圖像加密技術(shù)的研究背景和意義，以及使用混沌進(jìn)行圖像加密的現(xiàn)狀，其次介紹了混沌的發(fā)展歷程、基本概念、判別準(zhǔn)則和主要特點(diǎn)，然后介紹了目前在圖像加密中使用比較廣泛的幾種混沌映射，重點(diǎn)描述了本文所要用到的兩種混沌映射，即二維貓映射和基于耦合映像格子(Coupled Map Lattice，簡稱CML)時(shí)空混沌映射，之后給出了我們設(shè)計(jì)的一種新的基于混合混沌的數(shù)字圖像加密算法。該算法主要由

4、貓映射和時(shí)空混沌映射構(gòu)成，其中貓映射中伴隨矩陣的四種變換形式用于加密方案的置換階段，而時(shí)空混沌映射用于加密方案的混淆階段，在算法的執(zhí)行過程中，我們將置換與混淆過程反復(fù)執(zhí)行多次。最后通過檢測該方案的密鑰空間、直方圖、信息熵、相關(guān)性、NPCR和UACI等方面對所提出的方案的安全性進(jìn)行了分析。由實(shí)驗(yàn)測試及分析結(jié)果可知，本文提出的圖像加密算法不僅加密效果好，而且能夠很好的抵抗窮舉攻擊、熵攻擊、統(tǒng)計(jì)性攻擊、明文攻擊、密文攻擊和差分攻擊等各種攻擊，