數(shù)字混沌圖像加密算法的分析與設(shè)計.pdf

1、近年來，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了充分的發(fā)展，隨之而來的是多媒體信息被人們廣泛地應(yīng)用到社會的各個領(lǐng)域。正因為如此，多媒體通信中的安全問題日益成為了人們的焦點，而密碼學(xué)是解決多媒體安全的關(guān)鍵技術(shù)。與普通的文本數(shù)據(jù)不同，多媒體信息數(shù)據(jù)量非常龐大，如果采用傳統(tǒng)的加密方式則需要消耗大量的計算資源和能量，而在多媒體信息中又以數(shù)字圖像信息應(yīng)用最為廣泛，并且也可以很好的將其應(yīng)用方式推廣到其他的多媒體格式，因此，本論文以研究數(shù)字圖像的加密為主要內(nèi)容。由

2、于最近幾年來，基于非線性科學(xué)的數(shù)字混沌理論在圖像加密中得到了廣泛的研究，特別是混沌所具有的特性使得其非常適合于圖像的加密，所以，本論文主要研究在保證安全性的條件下，如何利用數(shù)字混沌技術(shù)分析和設(shè)計新穎的圖像加密算法，本論文的主要工作包括以下幾個部分：
　　 ①簡述了混沌理論以及基于混沌的圖像加密算法。從多個方面對混沌理論基礎(chǔ)作了詳細的論述，同時，介紹了密碼學(xué)中的幾個基本概念，然后對比了兩者之間的關(guān)系，最后分別介紹了幾種現(xiàn)有的混沌圖

3、像加密方法以及對應(yīng)的算法。
　　 ②對孫福艷等人所提出的基于混沌系統(tǒng)的圖像加密算法進行了有效的改進。首先對該算法做了統(tǒng)一的描述，然后提出了它的三個主要安全隱患。在此基礎(chǔ)上，提出了一個改進的算法，并對其進行了安全性和效率測試。
　　 ③提出了一種高維Z-矩陣的映射。通過把所設(shè)計的高維Z-矩陣映射和現(xiàn)有的幾種圖像加密映射進行分析比較，可以發(fā)現(xiàn)所提出的矩陣映射具有周期長和對于不同維數(shù)具有不同周期數(shù)等良好的特性，因此該矩陣映射可

4、以很好的應(yīng)用在圖像加密中。
　　 ④針對所提出的高維Z-矩陣映射，分別將其應(yīng)用在了圖像保密加密和圖像退化加密中。對于圖像保密加密，提出了一種基于Z-矩陣映射和PDP模式的圖像加密算法，并從理論和實驗上證明了該加密算法具有良好的密碼學(xué)特性；而對于圖像退化加密，本文提出了兩種基于不同模板方式(基于隨機選擇模板和基于信息熵劃分)的退化加密算法，然后利用實驗和比較分析了所提出的退化算法具有的實際應(yīng)用前景。
　　 最后對全文進行了