基于混沌的彩色圖像加密算法研究.pdf

1、隨著社會信息技術(shù)的快速發(fā)展，多媒體信息已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾?。與此同時，也帶來了嚴(yán)重的信息安全方面的問題。數(shù)字圖像是多媒體信息的重要組成部分，具有信息冗余性強(qiáng)、像素相關(guān)性高等特征，在衛(wèi)星圖片、軍用設(shè)施圖樣、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷圖像、犯罪現(xiàn)場照片等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。兇此，數(shù)字圖像在存儲和傳輸過程中的安全保證，成為重要的研究課題。針對常規(guī)的加密算法對于圖像加密不適用的問題，有學(xué)者將混沌學(xué)與密碼學(xué)相結(jié)合，提出混沌密碼學(xué)理論，并將其用于

2、圖像加密中。由于混沌系統(tǒng)具有對初值極端敏感、遍歷的特性，且能夠產(chǎn)生大量的具有隨機(jī)特性序列，符合密碼設(shè)計最重要的擴(kuò)散和混亂兩個原則。因此將混沌學(xué)與密碼學(xué)相結(jié)合可構(gòu)造出高效、安全的加密方案。
　　本文在研究課題背景及現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，介紹了混沌理論和密碼學(xué)基礎(chǔ)，并對幾種典型的混沌系統(tǒng)進(jìn)行了模擬仿真及分析，著重分析了混沌與密碼學(xué)的聯(lián)系以及混沌應(yīng)用于密碼學(xué)中的優(yōu)勢。最后總結(jié)了現(xiàn)有的圖像加密算法，并對基于混沌的圖像加密系統(tǒng)的方案構(gòu)建提出了指導(dǎo)性

3、原則。
　　針對基于混沌的彩色圖像加密問題，本文結(jié)合采用置亂-擴(kuò)散的架構(gòu)提出了兩種方案，分別是基于耦合混沌映射的彩色圖像加密算法和基于混沌映射的自適應(yīng)彩色圖像加密算法。在基于耦合混沌映射的彩色圖像加密算法中，利用混沌序列進(jìn)行選擇排序的置亂方案，并在擴(kuò)散過程中利用耦合映像格子產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)和可逆整數(shù)矩陣，通過對分組后的圖像進(jìn)行矩陣相乘和異或操作完成加密過程。在基于混沌映射的自適應(yīng)彩色圖像加密算法中，利用陳氏混沌系統(tǒng)迭代產(chǎn)生混沌序列對R