基于混沌系統(tǒng)的光學(xué)圖像加密研究.pdf

1、信息時(shí)代的飛速發(fā)展讓信息傳遞更加迅速和便捷，圖像信息因其具有形象直觀傳遞信息的特點(diǎn)，無(wú)論是在民用領(lǐng)域還是在非民用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)通信中運(yùn)用的尤為廣泛。因此，圖像在傳遞過(guò)程中的安全問(wèn)題也更加值得我們關(guān)注。
　　由于圖像數(shù)據(jù)量龐大，冗余性嚴(yán)重，且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)呈二維空間分布，用傳統(tǒng)的加密方式加密效率非常低，需要一種適合圖像的新的加密方式來(lái)提高加密效率?；诨煦缬成渑c加密系統(tǒng)兩者之間的諸多共性，例如:混沌的拓?fù)鋫鬟f與混迭特性類似于密碼的擴(kuò)散與混

2、淆特性;混沌對(duì)參數(shù)的敏感性則對(duì)應(yīng)著密碼對(duì)密鑰的敏感性;混沌映射通過(guò)多輪的迭代獲得指數(shù)分離的軌道，加密系統(tǒng)則通過(guò)多輪的置亂與替換將明文打亂。本文的主要工作如下:
　　首先，介紹了密碼學(xué)和混沌理論的基本概念，為基于混沌理論的圖像加密方法研究奠定基礎(chǔ)。闡述了光學(xué)干涉、菲涅耳衍射、透鏡的傅里葉變換的數(shù)學(xué)模型，為基于混沌理論的虛擬光學(xué)加密系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，提出了一種基于Logistic混沌映射的比特級(jí)數(shù)字圖像加密方法。灰

3、度圖像的每個(gè)像素值采用八位的二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，將二維灰度圖轉(zhuǎn)換為一維的0和1的數(shù)碼串來(lái)處理。根據(jù)給定的初始值由Logistic映射及生成混沌序列，對(duì)混沌序列進(jìn)行排序，得到位置索引，根據(jù)位置索引對(duì)原始圖像進(jìn)行比特級(jí)的置亂操作，可以達(dá)到集像素融合和像素置亂于一體的圖像加密結(jié)果。
　　然后，進(jìn)一步提出了一種基于Lorenz混沌系統(tǒng)的比特級(jí)彩色數(shù)字圖像加密算法。針對(duì)彩色數(shù)字圖像的三個(gè)分量R、B、G，用Lorenz混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的x，y,z三個(gè)