基于混沌的數(shù)字圖像加密方法的研究.pdf

1、隨著當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像信息成為人類進(jìn)行信息交流的重要手段之一。圖像傳輸雖然為人們提供了極大便利，但它的安全性問題也同時(shí)被提上了日程。加密技術(shù)是保護(hù)信息安全最有效的手段，研究者們已經(jīng)取得了非常豐碩的成果。但是它們還不夠完善，并且隨著加密理論的深入研究，很多加密方法受到有效攻擊，因此迫切需要發(fā)展新的信息安全理論和先進(jìn)的加密技術(shù)。 傳統(tǒng)的加密算法適合文本加密，并不完全適合對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。為了適應(yīng)圖像的固有特

2、點(diǎn)，提高圖像加密的效率和安全性，需要提出新的圖像加密方案。混沌動(dòng)力系統(tǒng)是一種確定性非線性系統(tǒng)，具有類隨機(jī)行為。利用混沌系統(tǒng)對(duì)初始值和結(jié)構(gòu)參數(shù)的敏感依賴性，可以提供數(shù)量眾多、非相關(guān)、類隨機(jī)而又確定可再生的信號(hào)?；煦缦到y(tǒng)的這些特點(diǎn)與信息安全領(lǐng)域有著天然的聯(lián)系。利用良好的偽隨機(jī)性、軌道的不可預(yù)測(cè)性和混沌系統(tǒng)對(duì)初始狀態(tài)及結(jié)構(gòu)參數(shù)的極端敏感性等諸多優(yōu)點(diǎn)，將其與數(shù)字圖像加密技術(shù)相結(jié)合，可以構(gòu)造出良好的圖像信息加密系統(tǒng)。 本文首先介紹了數(shù)字圖

3、像加密技術(shù)的意義、研究現(xiàn)狀；密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、現(xiàn)有加密方法的總結(jié)，而后介紹了混沌系統(tǒng)的理論。在對(duì)混沌加密進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，本文做了以下工作： 在深刻理解了數(shù)字圖像置亂技術(shù)及其性質(zhì)基礎(chǔ)之上，首先給出一種具有代表性的圖像空間域復(fù)合加密算法。該方法利用兩種混沌映射，分別對(duì)圖像像素進(jìn)行灰度置亂和位置置亂。混沌序列是舍棄初始段后才使用的，這可以增強(qiáng)混沌加密的安全性能。進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。模擬試驗(yàn)及理論分析表明，該算法有大

4、的密鑰空間，加密圖像對(duì)密鑰非常敏感的，該算法對(duì)噪聲和破損攻擊有一定的抵抗能力，但對(duì)明文變化不敏感。針對(duì)不足之處，本文對(duì)該算法中的位置置亂矩陣的生成方式從兩個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)證明改進(jìn)后的算法在加密速度上有所提高并且對(duì)明文變化具有一定的敏感性，使得抵抗已知明文攻擊的能力有了一定的提高。文中還給出了一種應(yīng)用混沌和小波理論實(shí)現(xiàn)圖像加密的方法。該方法在吸取同類方法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)，對(duì)部分小波系數(shù)進(jìn)行安全度高的加密，對(duì)其余的小波系數(shù)進(jìn)行