基于混沌和DNA編碼的圖像加密算法設計.pdf

1、在日常的生活和工作中，越來越多的人采用圖片來記錄生活和工作的點點點滴滴。圖片的應用已經顯得越來越重要?，F在雖然有很多對圖像進行加密的算法，但是各種算法仍然存在一定的劣勢，比如算法的密鑰空間小，相鄰像素相關性太高，不能抵抗選擇明文攻擊等等。對于存在的這些問題，本文做了以下主要工作:
　　(1)根據有些無理小數的無限不循環(huán)性，提出了一種基于無限不循環(huán)小數的密鑰流作為產生圖像加密密鑰的算法，并證明了密鑰流的隨機性。采用無理小數的小數點的

2、序列，二值化后與明文的二值序列進行加密，該算法能夠抵抗各種攻擊，具有較好的加密效果。
　　(2)提出一種基于明文和混沌系統(tǒng)的圖像加密算法，密鑰是明文和混沌系統(tǒng)產生的序列同或產生的，之后刪除明文，這樣攻擊者只能采用窮舉攻擊才能破解，這樣就增加了算法的安全性。實驗結果表明，攻擊者無法通過其他的方法攻擊密文，只能通過窮舉攻擊，而算法的密鑰空間可以抵抗窮舉攻擊，證明了算法的有效性和安全性。
　　(3)由于循環(huán)移位的易于實現和對圖像大

3、小的無限制性，一種基于循環(huán)移位和混沌系統(tǒng)的圖像加密算法被提出。由于彩色圖像的信息可以存儲在三維矩陣中，三維矩陣置亂技術得到了應用。這兩種技術都能較好的降低像素之間的相關性，同時也保證了加密算法的安全。循環(huán)移位是針對像素值得二進制序列進行變換，而三維置亂技術則是將圖像的像素值位置改變，使相鄰像素點的相關性減弱。實驗結果和安全性能分析證明了這兩種算法的優(yōu)勢。
　　(4)DNA編碼技術在圖像加密算法的研究中被應用的越來越多，基于此一種類

4、DNA編碼技術在本文中提出并應用在圖像加密中。采用四位二進制序列為一個編碼，使得編碼和加密方案的數量都比DNA編碼增加了255倍，增加了算法的安全性，算法的性能也得到了實驗結果的驗證。
　　本文以MATLAB軟件為平臺，以“Lena”和“Lion”圖為素材，在計算機上對提出的圖像加密算法進行模擬、仿真，并通過實驗對算法性能進行分析。實驗結果表明，本文的算法具有良好的加密效果，能夠抵抗絕大多數的攻擊，與參考文獻的算法相比具有一定的優(yōu)