新型混沌加密與數(shù)字水印技術(shù)的研究.pdf

1、迄今為止，利用混沌進(jìn)行保密通信大致可分為兩大類：第一類是基于混沌同步的保密通信；第二類是基于混沌序列的混沌數(shù)字保密通信?；诨煦缤降谋Ｃ芡ㄐ畔到y(tǒng)都是建立在Pecora和Carroll提出的驅(qū)動同步方案的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由于其接收系統(tǒng)是一個非自治系統(tǒng)，在輸入不變的情況下是一個收斂系統(tǒng)，所以在Kerckhoffs準(zhǔn)則下，從選擇密文攻擊出發(fā)，對其解密器(接收系統(tǒng))進(jìn)行分析，可以獲得其密鑰(系統(tǒng)參數(shù))?；诨煦缧蛄械谋Ｃ芟到y(tǒng)是利用混沌映射產(chǎn)

2、生的混沌序列作為流密碼進(jìn)行加密。由于混沌序列理論上具有無周期的特點，可以增大密鑰流的周期。 隨著各種混沌保密通信方案和密碼系統(tǒng)的提出，一些學(xué)者對混沌保密系統(tǒng)的安全性進(jìn)行了研究，破譯了一些混沌保密通信方案，對混沌加密系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。如何利用混沌系統(tǒng)設(shè)計出具有高保密性的加密系統(tǒng)成為新的研究課題。 本文的主要工作包括： 提出一類基于前饋-反饋的數(shù)字混沌保密通信系統(tǒng)，并對該混沌保密系統(tǒng)進(jìn)行了統(tǒng)計特性和安全性分析。理論分析

3、表明該系統(tǒng)具有同步的功能和高保密性的特點。在提出的基于反饋-前饋的加密系統(tǒng)中，引入前饋結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)相當(dāng)于兩級加密，同時該結(jié)構(gòu)相當(dāng)于對輸出序列進(jìn)行擾動，顯著地拓展了混沌序列的周期，增強(qiáng)了密碼系統(tǒng)的復(fù)雜度。此外，引入了中間狀態(tài)的初始值作為系統(tǒng)的密鑰，大大地增大了密鑰空間，增加了窮舉攻擊的難度。 根據(jù)“跳頻通信”的原理，提出了采用時變密鑰的混沌流密碼產(chǎn)生器。利用不同的種子密鑰對不同時段的信息加密，可以有效地拓展密碼流的周期，減少有限精度

4、對混沌序列周期造成的影響，并與周紅提出的m序列擾動進(jìn)行了比較。比較結(jié)果表明：采用時變密鑰的方法設(shè)計的混沌序列產(chǎn)生器可以有效地拓展輸出混沌序列的周期，并且周期長度與混沌系統(tǒng)的變化參數(shù)有關(guān)。理論研究和模擬結(jié)果表明，該混沌序列加密方法具有較好的保密性并且便于軟硬件實現(xiàn)。 根據(jù)數(shù)字圖像加密的特點，利用混沌系統(tǒng)在相空間內(nèi)的特性，提出了一類基于可逆混沌映射的圖像加密方法。該方法利用了混沌映射的軌跡在相空間內(nèi)拉伸和折疊的特點，通過多次對圖像的

5、坐標(biāo)和像素值的操作，實現(xiàn)數(shù)字圖像的“混淆”與“擴(kuò)散”，達(dá)到圖像加密的目的。通過置亂變化對圖像的坐標(biāo)進(jìn)行變換，打亂圖像的分布；利用混沌映射，通過對圖像的像素值進(jìn)行變換，使其分布均勻，防止利用統(tǒng)計特性進(jìn)行分析攻擊。 數(shù)字水印技術(shù)是目前信息加密的熱點，結(jié)合混沌動力系統(tǒng)的特點，提出了一種基于混沌編碼的數(shù)字易損(脆弱)水印技術(shù)。利用混沌對初始條件和參數(shù)敏感的特點，對代表多媒體內(nèi)容的信息進(jìn)行混沌編碼，將多媒體本身的內(nèi)容信息嵌入到多媒體本身。