小波分析與混沌理論在圖像加密中的應(yīng)用.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展,信息安全問題越來越受到更多的關(guān)注,如何維護(hù)信息安全,特別是圖像信息安全,已成為眾多研究者研究的課題.圖像數(shù)字水印與圖像加密是圖像信息安全的有效保護(hù)措施.由于數(shù)字圖像具有其自身的特點,許多研究者為了提高圖像加密的效率和安全性,提出了一些圖像加密方案,在這些方案中,基于小波與混沌的圖像加密方案表現(xiàn)出了良好的加密特性.
　　目前的圖像加密算法基本上是單純的在頻域或空域中進(jìn)行加密.根據(jù)混沌序列以及小波變換的優(yōu)良特性,將

2、混沌和小波變換引入到數(shù)字圖像加密算法中,并且將空域和頻域的加密方式方法結(jié)合起來對圖像進(jìn)行加密,使得加密的安全性得到提高,加密效果將會更好.
　　本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上,利用小波分析和混沌理論相結(jié)合的方法對圖像加密開展深入的研究,主要取得如下成果:
　　(1)一種基于二維Logistic混沌映射的二值圖像加密方案的研究.在對原圖進(jìn)行分塊幻方變換的基礎(chǔ)上,用二維 Logistic混沌映射生成的二值序列與其進(jìn)行異或操作,之后再

3、進(jìn)行 Ar no ld置亂.實驗結(jié)果表明該方案的密鑰空間大,加密效果好,且具有很強的抗干擾能力.此方案可以很好的用在圖像數(shù)字水印的預(yù)處理上.
　　(2)一種二維Logistic映射與小波變換的圖像加密方案的研究.該方案結(jié)合一次耦合形式的二維Logistic混沌映射,由此映射生成混沌序列,在空域上對圖像進(jìn)行加密,然后對其加密后的圖像進(jìn)行小波分解,對其小波系數(shù)進(jìn)行混沌映射變換,從而在小波域上進(jìn)行置亂加密.通過計算機模擬,試驗結(jié)果表明,

4、該算法改進(jìn)了單一混沌映射的退化問題,同時明文的各種統(tǒng)計特性也得到了很大的改善,且能有效地抵御各種攻擊.
　　(3)一種空頻域結(jié)合的多維混沌系統(tǒng)圖像加密方案的研究.首先利用二維 Logistic映射產(chǎn)生加密模板對小波分解的低頻系數(shù)進(jìn)行調(diào)整,其次由Chen系統(tǒng)對小波重構(gòu)之后的圖像進(jìn)行異或操作,進(jìn)一步使加密性能得到了很大的提高.通過試驗比較分析:該方案不但密鑰空間大,而且對密鑰和明文相當(dāng)敏感,具有優(yōu)良的擴(kuò)散性和擾亂性能,并能抵抗各種攻擊