像素位置與像素值雙重置換的混沌加密研究.pdf

1、數(shù)字圖像具有形象、生動和直觀等優(yōu)點，已成為信息表達的主流方式之一，但在傳輸過程中也存在著諸多的安全隱患。因此，數(shù)字圖像信息的安全問題已成為人們關(guān)注的焦點之一，研究圖像加密具有重要的意義。由于數(shù)字圖像信息量大且冗余度高，對傳統(tǒng)的加密算法提出了挑戰(zhàn)。近年來，人們根據(jù)圖像的特征已提出很多種圖像加密算法，但算法的安全性和效率需進一步提高?；煦缦到y(tǒng)是一種非常復(fù)雜的非線性動態(tài)系統(tǒng)，具有對初始條件與混沌參數(shù)的極端敏感性、長期不可預(yù)測性和偽隨機性等基本

2、特性，這些特性使其成為一種天然的密碼系統(tǒng)。將混沌系統(tǒng)應(yīng)用于圖像加密技術(shù)中，可極大提高加密算法的安全性和加密效率。本文以混沌的特性為基礎(chǔ)，對基于混沌的圖像加密技術(shù)進行了深入研究，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 ⑴提出了一種數(shù)字圖像像素位置與像素值雙重置換的混沌加密算法。對常用的基于混沌的數(shù)字圖像加密技術(shù)進行改進，并將基于混沌的加密技術(shù)與基于像素置換的加密技術(shù)進行綜合設(shè)計，利用Logistic混沌映射對圖像像素位置進行置換加密，然后

3、再次利用Logistic混沌映射對圖像像素值進行置亂，從而達到對像素位置和像素值雙重加密的效果。
　　 ⑵設(shè)計了一種分形參數(shù)可變的混沌系統(tǒng)。研究了混沌系統(tǒng)的基本特征，并探討圖像加密對混沌系統(tǒng)的客觀要求。為提高混沌系統(tǒng)的復(fù)雜性和偽隨機性，通過分析和改進常用的經(jīng)典混沌系統(tǒng)，將混沌系統(tǒng)中的分形參數(shù)設(shè)計為可變參數(shù)，從而設(shè)計了一種分形參數(shù)可變的混沌系統(tǒng)。
　　 ⑶提出了一種基于變參混沌系統(tǒng)的圖像雙重置換加密算法。進一步深入研究了圖

4、像像素位置與像素值雙重置換的加密算法，加密過程不再采用經(jīng)典的混沌系統(tǒng)，而是應(yīng)用本文提出的變參混沌系統(tǒng)于雙重置換的加密算法中，利用變參混沌系統(tǒng)對圖像像素位置與像素值進行雙重置換。仿真實驗表明：圖像像素位置與像素值雙重置換的混沌加密算法的加密效果優(yōu)于利用Logistic混沌序列對數(shù)字圖像像素點置亂的加密算法；變參混沌系統(tǒng)具有很好的混沌特性；基于這上述算法和混沌系統(tǒng)而設(shè)計的圖像雙重置換加密算法具有較強的抵御窮舉攻擊、統(tǒng)計攻擊、裁減攻擊、噪聲攻