幾種基于時(shí)空混沌系統(tǒng)的圖像加密算法研究.pdf

1、混沌作為非線性科學(xué)的一個(gè)重要分支，具有自己獨(dú)有的特征:對(duì)初始條件的敏感性;偽隨機(jī)性;遍歷性等等，這些特征使得混沌理論具有非常廣泛的應(yīng)用前景。很多年來(lái)，許多混沌圖像加密方案被提出。但是，隨著研究的深入，不少方案最終被破解。其中一個(gè)造成算法容易被破解的原因是，由于計(jì)算機(jī)精度有限，在這種條件下，低維度的混沌系統(tǒng)其動(dòng)力學(xué)特征減退，混沌特征不再明顯。相對(duì)低維混沌系統(tǒng)而言，時(shí)空混沌系統(tǒng)具有良好的混沌特性，近年來(lái)，因其良好的混沌特性被廣泛地應(yīng)用到圖像

2、加密領(lǐng)域中。因此，本文提出了幾個(gè)基于時(shí)空混沌系統(tǒng)的圖像加密方案，主要完成了以下工作:
　　(1)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用時(shí)空混沌系統(tǒng)及混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖像加密的方案，此方案中所應(yīng)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有4個(gè)輸入端和4個(gè)輸出端，并由時(shí)空混沌系統(tǒng)參與產(chǎn)生它的權(quán)值矩陣和其他參數(shù)。在加密過(guò)程中，算法依賴(lài)于明文，達(dá)到了一次一密的效果，有利于抵御選擇明文攻擊和已知明文攻擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此算法具有很高的安全性以及效率。
　　(2)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于耦合映射格

3、子和“選擇器”的部分圖像加密方案?！斑x擇器”由兩個(gè)循環(huán)移位寄存器控制，在此方案中如同一個(gè)開(kāi)關(guān)，選擇的結(jié)果不同，直接導(dǎo)致加密所用的表達(dá)式不同。此方案采用了部分加密的思想，因此用戶可以根據(jù)自己在安全性和效率方面的考慮，選擇合適的比例對(duì)圖像進(jìn)行加密。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方案可行，并且具有較高的安全性和效率，可以抵御幾種典型的攻擊。
　　(3)針對(duì)彩色圖像，提出了一個(gè)基于Z字形路徑置亂的加密算法，首先取彩色圖像的的R、G、B分量組成