基于四維超混沌映射的圖像加密算法研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)媒體承載了大量的信息,尤其是多媒體信息,對(duì)于敏感的圖像數(shù)據(jù)通常要求進(jìn)行保護(hù)處理,這必然帶來(lái)相應(yīng)的信息安全問(wèn)題。數(shù)據(jù)加密,便是使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行保護(hù)從而使信息安全的一種有效可靠的方法。
　　混沌系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就在于系統(tǒng)對(duì)初始值的極端敏感性,混沌還有遍歷性、整體穩(wěn)定局部不穩(wěn)定、偽隨機(jī)性、分形結(jié)構(gòu)等特性?；煦绲倪@些特性同密碼學(xué)的基本要求恰好一致。但是,當(dāng)今很多圖像加密所用到的混沌映射,如Logistic映射、Henon映射、帳

2、篷映射等都只是低維的混沌映射。低維混沌系統(tǒng),其混沌序列只是經(jīng)簡(jiǎn)單的反復(fù)迭代形成,數(shù)值受少量的系統(tǒng)參數(shù)和少量初始值的影響,這些特點(diǎn)已經(jīng)被混沌攻擊者們所熟知,也涌現(xiàn)出了很多具有良好攻擊效果的方法,于是,在混沌映射的選取上,高維的超混沌的研究越來(lái)越廣泛。
　　本文在超混沌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析和數(shù)值仿真方法的基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)單分析了混沌金融系統(tǒng)和Rabinovich系統(tǒng)的奇異吸引子的存在。將新的非線性反饋?lái)?xiàng)和新的一維引入到混沌金融系統(tǒng)和Rabinov

3、ich系統(tǒng),分別設(shè)計(jì)出了兩個(gè)四維超混沌系統(tǒng),并分別通過(guò)動(dòng)力學(xué)特性分析和數(shù)值仿真證明了系統(tǒng)是超混沌的。將超混沌序列生成的序列值經(jīng)過(guò)預(yù)處理等轉(zhuǎn)換,其中超Rabinovich系統(tǒng)的生成值還與指數(shù)混沌相結(jié)合來(lái)進(jìn)行優(yōu)化,與待加密的明文圖像相結(jié)合,保證針對(duì)不同明文,加密所取樣的混沌序列值是不同的,實(shí)現(xiàn)超混沌系統(tǒng)對(duì)明文圖像的加密。
　　本文所設(shè)計(jì)的基于四維超混沌映射的圖像加密算法采用“混淆-擴(kuò)散”結(jié)構(gòu),生成的密文通過(guò)了SP800-22偽隨機(jī)序列