基于時延Logistic混沌映射的圖像加密算法研究.pdf

1、隨著互聯網的普及，數字圖像的傳輸日益頻繁。研究高效安全的圖像加密算法對維護國家安全和個人隱私都具有重要的意義。因一維離散混沌系統計算成本低，所以更適用于實時性要求較高的圖像加密中。由于傳統的一維混沌映射存在混沌區(qū)間窄、李雅普諾夫指數較小和混沌序列分布不均勻等缺陷，因而對一維混沌映射進行改進成為其應用到圖像加密中的關鍵。
　　本文以傳統的一維Logistic映射作為研究對象，將時延因素納入到混沌映射模型中，構造了一類改進的Logis

2、tic映射，并將其應用到圖像加密領域提出了兩種混沌圖像加密算法。論文的主要工作如下：
　　(1)將時延因素納入到一維Logistic映射中，考慮線性耦合，提出了一種具有時延線性耦合結構的Logistic映射模型，簡稱DLCL。計算機仿真結果表明該映射較傳統的一維Logistic映射具有更寬的混沌區(qū)間，混沌區(qū)域內不存在周期窗口以及產生的混沌序列具有更好的遍歷性；
　　(2)在DLCL的基礎上，并考慮它們之間的非線性耦合，提出了

3、一類時延非線性耦合結構的改進Logistic映射模型，簡稱DNCL。在相同的系統參數下，當引入非線性時延項之后，DNCL系統的最大李雅普諾夫指數較DLCL和Logistic映射明顯增大，系統的混沌特性越發(fā)顯著。
　　(3)將DLCL應用在圖像加密中，提出了一種新的彩色圖像加密方法。提出的加密系統只需一輪的置亂擴散加密操作便可獲得良好的加密效果，而且置亂操作的密鑰與原始圖像相關。性能分析和仿真結果表明，該加密算法具有較大的密鑰空間，

4、加密后的密文具有較好的偽隨機性，在抗統計分析攻擊、差分攻擊和選擇明文攻擊，以及抗裁剪攻擊和抗噪聲攻擊方面顯示了較好的效果。
　　(4)基于DLCL和DNCL提出了一種聯合比特和像素級的圖像加密算法。置亂過程中將比特平面進行分離，對高四位平面進行行列循環(huán)移位操作，在低四位平面中將每個像素的低四位轉換為一個0-15之間的整數，并對它們進行整體的置亂操作；在擴散操作中采用了塊間擴散策略。利用DLCL產生置亂階段所需的置亂序列，該序列與原