基于混沌理論和密文擴(kuò)散的數(shù)字圖像加密算法研究.pdf

1、隨著科技日新月異的進(jìn)步發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)每天都在改變我們的生活，人們之間信息的交流變得越來越方便，但這同時也帶來隱患，在信息的傳輸過程中，重要信息被竊取屢見不鮮，所以對信息的加密保護(hù)變得非常重要。本論文圍繞著圖像加密這個主題，開展的主要工作和研究結(jié)果如下:
　　(1)主要闡述了密碼學(xué)的基本知識，混沌系統(tǒng)的基本理論，典型的圖像加密算法，攻擊密碼系統(tǒng)的手段以及衡量加密算法性能的指標(biāo)。
　　(2)改進(jìn)了一種基于比特位替換和密文擴(kuò)散的

2、灰度圖像加密算法。原算法只有比特位替換過程和異或操作，并不能滿足圖像加密中的擴(kuò)散原則，并且線性的異或操作不能有效抵抗選擇明文攻擊，故在原算法的基礎(chǔ)上增加對中間密文圖像的擴(kuò)散加密過程和取模運算，將明文中改變一個像素值后產(chǎn)生的影響，擴(kuò)散到密文中的其它像素值。經(jīng)過仿真測試和性能分析，表明改進(jìn)算法相比于原算法，有更大的密鑰空間，像素間相關(guān)性更低，抗差分攻擊能力更強(qiáng)。
　　(3)提出了一種基于混沌系統(tǒng)的比特位替換和密文擴(kuò)散的彩色圖像加密算法

3、。先將彩色圖像分為三個獨立的灰度圖像，分別為紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)顏色通道的圖像，每個獨立的原始灰度圖像先與混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的序列進(jìn)行比特位替換，然后對三個加密圖像進(jìn)行密文交錯擴(kuò)散操作，再使用改進(jìn)算法中提到的擴(kuò)散加密方法，完成對每個中間密文圖像的加密。在分別獲得三個通道圖像的密文后，將各通道的密文圖像合并，從而獲得最終的密文圖像。經(jīng)過仿真測試，所設(shè)計的彩色圖像加密算法具有密鑰空間大，密鑰敏感性強(qiáng)，密文圖像的像素間相關(guān)性低等優(yōu)點，并且抗

4、差分攻擊能力強(qiáng)。
　　(4)提出了一種基于比特位平面聯(lián)合置亂和密文擴(kuò)散的彩色圖像加密算法。彩色圖像分為三個通道的圖像后，對每個通道圖像采用比特位平面分解，每個通道圖像分為八個比特位平面，將各個通道圖像分解后順序?qū)?yīng)的位平面按照列合并，得到八個合并后的平面，分別對這八個合并后的平面進(jìn)行全局置亂，然后將其分解為前、中、后三部分，對得到的24個比特位平面交換排列順序，將交換順序的位平面重新合并為三個圖像。對得到的三個中間密文圖像按照像素