基于混沌理論的圖像加密研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息交換的日益頻繁,信息安全問題日益突出。信息技術(shù)的發(fā)展對信息安全提出了越來越高的要求,迫切需要發(fā)展新的理論和先進的技術(shù)。對圖像進行加密是保證圖像信息安全的重要手段之一,但是,一方面現(xiàn)有的加密算法大多數(shù)是為保護文本信息而設(shè)計的,另一方面已有加密算法的抗破譯能力不強。所以,傳統(tǒng)的加密算法應(yīng)用于圖像加密有諸多弊端,大量針對圖像特點的加密方案被提出。作為新的密碼技術(shù)——混沌圖像加密技術(shù)已引起了國內(nèi)外學者濃厚的興趣和廣泛研究

2、?；煦?Chaos)是一種貌似無規(guī)則的運動,指在確定性非線性系統(tǒng)中,不需要附加任何隨機因素亦可出現(xiàn)類似隨機的行為(內(nèi)在隨機性)。混沌具有許多值得利用的性質(zhì),如:良好的偽隨機特性、軌道的不可預(yù)測性、對初始狀態(tài)及結(jié)構(gòu)參數(shù)的極端敏感性等一系列優(yōu)良特性,這些特性與密碼學的許多要求是相吻合的。圖像的使用越來越廣泛,因其數(shù)據(jù)量大、冗余度高,已給傳統(tǒng)密碼提出了挑戰(zhàn),然而混沌密碼在圖像信息的加密上體現(xiàn)了強大的優(yōu)勢。
　　本文首先介紹混沌圖像加密領(lǐng)

3、域的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀,并分析了傳統(tǒng)加密的各種方法。接著主要研究數(shù)字化混沌密碼理論及其在圖像加密中具體應(yīng)用,并且對各種經(jīng)典的混沌加密算法進行詳細的分析和總結(jié),并在此基礎(chǔ)上針對近年來出現(xiàn)的基于三維混沌貓映射的圖象加密算法,提出了一種有效的改進算法,并且引入了時空混沌的典型模型——耦合映像格子來改善擴散性能,設(shè)計新的密鑰產(chǎn)生器,取得安全性和復(fù)雜性的良好折中,適用于實時網(wǎng)絡(luò)的圖象加密。同時文章不僅采用了常用的方法來衡量系統(tǒng)的安全性,還采用了混

4、沌物理量來分析系統(tǒng)的加密性能。
　　本論文的研究結(jié)果表明:基于混沌理論的圖像加密方法作為圖像加密的一個新的研究方向,彌補了傳統(tǒng)加密方法的不足,顯示了其獨特的優(yōu)勢,已經(jīng)在許多應(yīng)用領(lǐng)域取得了重大進展。但無論從安全性還是效率而言,現(xiàn)有的基于混沌理論的信息安全研究方案都還存在許多不足,還需要進一步地完善和改進。不僅存在許多尚待開墾的領(lǐng)域,而且隨著理論研究的不斷深入,相應(yīng)的分析方法也層出不窮。因此,對這個領(lǐng)域的理論和實踐問題上做一些有益的探