基于隨機(jī)分塊和混沌技術(shù)的圖像加密算法.pdf

1、圖像是互聯(lián)網(wǎng)上最主要的一種多媒體元素，政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、軍事等方面均在廣泛應(yīng)用圖像信息。在傳輸和使用圖像過(guò)程中，國(guó)防、軍事等應(yīng)用領(lǐng)域均對(duì)圖像內(nèi)容的安全性有一定要求，迫切需要可靠安全技術(shù)以保證傳輸圖像安全。針對(duì)這一方面的需求，研究人員提出了多種技術(shù)手段，其中圖像加密便是一種行之有效的方案。圖像加密又稱圖像置亂，是將一幅有意義的圖像轉(zhuǎn)換成一幅雜亂無(wú)章的圖像，由于攻擊者無(wú)法從雜亂無(wú)章的圖像中獲取有意義信息，從而保證圖像信息的安全。
　　

2、本文以隨機(jī)分塊策略和混沌技術(shù)為主要切入點(diǎn)，研究新型圖像加密算法，設(shè)計(jì)出三種有效的加密算法，取得了有意義的研究結(jié)果。論文先回顧了圖像加密的發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，提出聯(lián)合交換技術(shù)和隨機(jī)分塊的快速圖像加密算法、基于塊置亂和混沌映射的圖像加密算法和基于混沌的多圖像加密算法，具體研究結(jié)果如下。
　　1.提出聯(lián)合交換技術(shù)和隨機(jī)分塊的快速圖像加密算法
　　該算法先用隨機(jī)分塊技術(shù)將圖像分為四個(gè)重疊的圖像塊，再用密鑰確定圖像塊的加密次序，最后

3、依次運(yùn)用像素交換技術(shù)對(duì)每個(gè)圖像塊加密并將計(jì)算結(jié)果寫(xiě)回圖像。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法可對(duì)任意大小圖像實(shí)行有效加密，具有較好的安全性和魯棒性。與經(jīng)典Arnold變換相比，該算法的運(yùn)行速度更快，安全性更高，應(yīng)用范圍更廣。
　　2.提出基于圖像塊置亂和混沌映射的圖像加密算法
　　該算法先將輸入圖像隨機(jī)分割成相互重疊的圖像塊，通過(guò)隨機(jī)置亂圖像塊的位置達(dá)到對(duì)圖像的初始加密，接著利用混沌映射和Arnold變換生成一系列安全的秘密矩陣

4、，最后隨機(jī)選擇秘密矩陣與圖像塊進(jìn)行異或操作，實(shí)現(xiàn)最終加密目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法運(yùn)行速度快，安全性高，性能優(yōu)于三種文獻(xiàn)算法。
　　3.建立基于混沌映射的多圖像加密算法
　　針對(duì)多圖像加密問(wèn)題，研究了一次操作完成三幅圖像加密的安全技術(shù)。該算法將三幅同尺寸的灰度圖像看作一幅彩色圖像的三個(gè)顏色分量，先用混沌技術(shù)生成安全的安全數(shù)據(jù)序列，接著與灰度圖像進(jìn)行異或計(jì)算，完成單幅圖像的初始加密，然后將三幅初始加密圖像拼接成一幅大圖像，用交