基于混沌系統(tǒng)的圖像加密算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、當(dāng)今，伴隨著智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)以及高清多媒體設(shè)備的快速發(fā)展，我們生活中絕大多數(shù)信息的傳輸，如文檔、音頻、視頻等，特別是圖像信息的傳輸都要嚴(yán)重的依賴于網(wǎng)絡(luò)。圖像具有形象生動(dòng)、簡單、直觀等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)發(fā)展成為我們生活中不可或缺的交流方式。但是，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的研究并沒有達(dá)到一個(gè)絕對(duì)可靠的地步，所以圖像在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸也存在著巨大的安全漏洞。諸如信息遭到泄密的新聞報(bào)道也屢見不鮮，這無疑將對(duì)個(gè)人、企業(yè)甚至國家?guī)碇T多不可估量的影響。所以需找一種安全的

2、、可靠的、實(shí)用的圖像加密方法已經(jīng)引起了人們的注意。
　　混沌系統(tǒng)首先是一種非線性系統(tǒng)，它具有出眾且復(fù)雜的偽隨機(jī)性，其本質(zhì)特點(diǎn)是對(duì)于初始條件以及控制參數(shù)非常敏感，只要初始條件存在任何的輕微偏差，其值都會(huì)發(fā)生極大的變化，符合擴(kuò)散規(guī)則。此外，我們也可通過初始條件、參數(shù)以及非線性系統(tǒng)方程來確定它。正因?yàn)榛煦缦到y(tǒng)具有隨機(jī)性、確定性、遍歷性和對(duì)初值的高度敏感性等特點(diǎn)，我們可以設(shè)計(jì)出一系列密鑰空間大、密鑰流隨機(jī)性強(qiáng)的加密算法。因此，本文提出了兩

3、種基于混沌系統(tǒng)的圖像加密算法并進(jìn)行了編程實(shí)現(xiàn)，主要工作包括以下兩個(gè)方面：
　?。?）提出一種基于超混沌系統(tǒng)的密鑰動(dòng)態(tài)選取的圖像加密算法。該算法利用超混沌系統(tǒng)來產(chǎn)生加密所用的偽隨機(jī)序列，然后利用DKSGSM(DynamicKeystreamSequenceGroupSelectionMechanism)機(jī)制和DKSM(DynamicKeystreamSelectionMechanism)機(jī)制從偽隨機(jī)序列中動(dòng)態(tài)選取密鑰來對(duì)圖像進(jìn)行置亂

4、和擴(kuò)散操作，接著為了達(dá)到只要明文圖像發(fā)生輕微改變，密文也會(huì)發(fā)生極大改變的效果，又對(duì)正向加密過后的圖像進(jìn)行了反向加密，進(jìn)而得到最終的加密圖像，最后，對(duì)該算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真以及安全性分析。
　?。?）提出一種基于憶阻混沌系統(tǒng)、元胞自動(dòng)機(jī)和DNA技術(shù)的圖像加密算法。通過將明文圖像作用于SHA-256函數(shù)產(chǎn)生的256位密鑰來計(jì)算憶阻混沌系統(tǒng)的初值，然后對(duì)明文圖像的8個(gè)位平面進(jìn)行DNA動(dòng)態(tài)編碼，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行分塊，接著將其與元胞演化后并經(jīng)過D