混沌序列在數(shù)字圖像加密中的應(yīng)用研究.pdf

1、混沌序列因其隨機(jī)性和復(fù)雜性較好且難以被分析和預(yù)測(cè)，在進(jìn)行流加密方面有著極大的優(yōu)勢(shì)，因此近些年學(xué)術(shù)界掀起了研究“混沌序列密碼”的熱潮。然而，從實(shí)用的角度來(lái)看，混沌系統(tǒng)應(yīng)該是數(shù)字的而非模擬的，這樣的話，混沌系統(tǒng)就出現(xiàn)了退化現(xiàn)象。
　　 目前，數(shù)字混沌系統(tǒng)主要存在兩個(gè)問(wèn)題需要考慮和解決。第一，系統(tǒng)涉及的所有運(yùn)算都將受計(jì)算機(jī)有限字長(zhǎng)效應(yīng)的影響。因此相比于理想的實(shí)值混沌系統(tǒng)，數(shù)字化后混沌系統(tǒng)出現(xiàn)了系統(tǒng)特性的減弱、類短周期、退化的軌道分布和

2、非理想的相關(guān)特性等問(wèn)題。因此，本文在所建立的Logistic數(shù)字混沌平臺(tái)上，對(duì)數(shù)字混沌序列的類短周期性以及相關(guān)性強(qiáng)的問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，提出對(duì)Logistic數(shù)字混沌序列進(jìn)行K-L和雙重K-L變換的理論方法。第二，較傳統(tǒng)的密碼學(xué)而言，對(duì)于數(shù)字混沌系統(tǒng)的安全性、可靠性和復(fù)雜性的評(píng)估更為重要。因此，為了評(píng)估這兩種改進(jìn)之后的數(shù)字混沌密鑰序列的安全性，本文不僅對(duì)改進(jìn)后的Logistic序列進(jìn)行了自相關(guān)分析、周期分析、復(fù)雜度分析以及頻譜分析等，而

3、且利用LS_SVM(最小二乘支持向量機(jī))對(duì)序列進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。
　　 在圖像加密中，數(shù)字混沌系統(tǒng)可作為偽隨機(jī)序列發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生混沌密鑰序列，從而完成圖像的加密。這種方法加密速度快，性能穩(wěn)定，因此更適合于實(shí)際通信系統(tǒng)。然而數(shù)字圖像具有數(shù)據(jù)量冗雜的致命弱點(diǎn)，這與網(wǎng)絡(luò)有限的傳輸能力形成了一對(duì)顯著的矛盾。因此本文設(shè)計(jì)了基于DCT變換和小波變換的圖像壓縮技術(shù)，用改進(jìn)后的數(shù)字混沌密鑰序列對(duì)壓縮后的圖像進(jìn)行加密。仿真結(jié)果顯示該加密方法具有一定的