五維超混沌在圖像加密中的應(yīng)用算法研究.pdf

1、自媒體時(shí)代圖像信息應(yīng)用廣泛，同時(shí)圖像安全問題值得關(guān)注。在眾多圖像加密方法中，混沌系統(tǒng)的初值敏感、不可預(yù)測等特性都非常適合運(yùn)用到圖像加密當(dāng)中。Logistic、Chen等混沌系統(tǒng)全部屬于低維系統(tǒng)，它們是通過少量初始值和少量系統(tǒng)參數(shù)迭代而成，相比之下高維超混系統(tǒng)有更多初始值和參數(shù)，這些都可看作密鑰，并且有至少2個(gè)的正Lyapnuov指數(shù)，這也說明動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)更加復(fù)雜，多維的混沌序列互相牽制，使得破譯者破譯難度成指數(shù)增長。
　　本文首先介

2、紹了混沌理論和Lorenz系統(tǒng)族群，重點(diǎn)介紹了本文用到的五維Lorenz超混沌系統(tǒng)。其次，提出兩種新的預(yù)處理方法，雙“sort變換”和“鄰域旋轉(zhuǎn)加密”。后者解決了傳統(tǒng)擴(kuò)散加密不需要密鑰，僅憑兩張?jiān)瓐D和對應(yīng)密圖就可以解密所有圖像的弊端。再次，提出三種加密算法，第一種是基于數(shù)字簽名的Contourlet圖像加密算法。用MD5值控制序列的初值，使密鑰與明文有緊密的聯(lián)系，防止所有圖像用同樣一段序列加密，提高了算法對明文的敏感性，有效的抵抗差分攻

3、擊。第二種是基于超混沌與改進(jìn)AES的圖像加密算法。用混沌序列替代原有的輪密鑰加，防止破譯者一旦得知某一輪密鑰，就可以通過公開的密鑰擴(kuò)展算法得到全部密鑰。第三種是基于超混沌的圖像頻域隱藏算法。利用高頻分量存儲(chǔ)信息量小的特點(diǎn)，將原始圖像隱藏到介質(zhì)圖像的高頻分量中，得到的加密圖像是清晰的介質(zhì)圖像，為破譯者設(shè)置障礙。最后通過Matlab仿真實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的三種方法都能有效處理圖像加密解密課題，加密置亂效果好，解密后還原度高，同時(shí)具有一定的抗