利用數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)混沌圖像加密算法.pdf

1、碩士學(xué)位論文利用數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)混沌圖像加密算法，’’、’●●■●■_●_●1hedesignOnChaoucimageencryptlonalgorithmusingmatnematlCamoaeI■J●●1l學(xué)號：指導(dǎo)教師：完成日期：21209208王送丞2015一05大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要當(dāng)前，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的研究如火如荼，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展，圖像安全和隱私保護(hù)

2、受到更多關(guān)注，為應(yīng)對這些現(xiàn)實(shí)性的需求，有必要加強(qiáng)圖像加密的研究?；煦缱鳛橐婚T新的科學(xué)，它與密碼學(xué)存在廣泛而深入的聯(lián)系，混沌加密得到了比較廣泛的研究，尤其是在圖像加密方面。據(jù)作者所知，許多加密算法是由其作者直接基于矩陣變換或他們自己定義的嚴(yán)苛規(guī)則而構(gòu)建的，在設(shè)計(jì)上存在不足或缺陷。另外，一些加密算法僅僅將混沌系統(tǒng)生成的偽隨機(jī)序列直接作用于圖像序列上。針對這些問題，本文嘗試?yán)脦追N數(shù)學(xué)模型，如布朗運(yùn)動(dòng)、遺傳算子和細(xì)胞自動(dòng)機(jī)等，提出了一些新的混

3、沌圖像加密算法。(1)提出了一種應(yīng)用布朗運(yùn)動(dòng)的混沌圖像加密算法，該算法將圖像的每個(gè)像素看作是一個(gè)“布朗粒子”，而把整個(gè)圖像看作是一個(gè)“容器”。通過MonteCarlo方法模擬這些“粒子’’做不規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)圖像混淆的目的。(2)借鑒遺傳算子的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了一種混沌圖像加密體制，算法把每個(gè)像素看作一個(gè)“個(gè)體”，“個(gè)體”的每一個(gè)比特看作是一個(gè)“基因”。在現(xiàn)代密碼學(xué)體制上提出了“選擇交叉變異”的結(jié)構(gòu)體制，通過選擇一定的“個(gè)體”，讓他們交

4、叉并控制其變異來實(shí)現(xiàn)加密的目的。(3)給出了一種實(shí)踐細(xì)胞自動(dòng)機(jī)理論的圖像加密算法，對應(yīng)于Langton螞蟻細(xì)胞自動(dòng)機(jī)的思想，該算法把整個(gè)圖像的二維結(jié)構(gòu)想象成一個(gè)“棋盤”，每一格子存放一個(gè)像素。按照Langton螞蟻?zhàn)詣?dòng)機(jī)的規(guī)則，螞蟻爬過不同的格子并改變格子的狀態(tài)，算法通過逐步收集這些“爬過”的像素來得到置亂的結(jié)果圖像。(4)利用K維樹空間分割的思想提出了一種新的加密算法，該算法把圖像的混淆看成是一個(gè)空間分割問題，根據(jù)隨機(jī)的數(shù)據(jù)樣本點(diǎn)隨機(jī)