基于空間域的混沌圖像加密算法研究.pdf

1、近年來,隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬和計算機處理能力的不斷提升,人們越來越傾向于通過網(wǎng)絡(luò)共享和傳播數(shù)字圖像,它給人們帶來種種便利的同時,也對圖像信息安全與保密工作提出了進一步的要求.因此,如何對將要發(fā)送的圖像進行安全可靠的加密處理已經(jīng)成為當前眾多學(xué)者研究的課題.將傳統(tǒng)的加密標準直接應(yīng)用到圖像加密存在一定的缺陷,鑒于數(shù)字圖像自身所具有的特殊性,國內(nèi)外學(xué)者提出了許多圖像加密方案.在這些方案中,基于混沌理論與小波變換理論的圖像加密方案表現(xiàn)出了良好的加密特性.

2、
　　利用超混沌系統(tǒng)和提升小波變換所具有的優(yōu)良特性,對數(shù)字圖像進行加密,使得其加密安全性和效率得到了提高,因此將其應(yīng)用于圖像加密中,加密效果將更好.
　　本文以前人的研究工作為基礎(chǔ),利用超混沌理論和提升小波理論在空間域上對圖像加密展開了深入的研究,主要取得如下成果:
　　(1)一種基于位平面置亂和多混沌系統(tǒng)組合的圖像加密方案的研究.首先利用具有復(fù)雜動力學(xué)特性的二維Logistic混沌系統(tǒng)和四維Chen超混沌系統(tǒng)分別產(chǎn)生

3、一組偽隨機整數(shù)序列,其次將其中一組序列作為廣義Arnold映射的參數(shù)序列,另一組序列作為換序置亂序列,然后將灰度圖像分級(位平面分解),對每個位平面圖像分別進行廣義Arnold變換和換序置亂,最后將置亂后的所有位平面圖像合成灰度圖像,從而實現(xiàn)對數(shù)字圖像的加密.通過Matlab仿真,實驗結(jié)果表明該加密方案不僅改進了單一混沌映射的退化問題,而且有效地改善了明文的統(tǒng)計特性以及抵抗已知明文和選擇明文等各種攻擊的能力,并具有密鑰空間大,對密鑰和明

4、文高度敏感的優(yōu)點.
　　(2)一種基于提升小波變換的超混沌圖像加密方案的研究.首先將圖像進行整數(shù)提升小波變換,根據(jù)自適應(yīng)排列置亂算法對提升小波變換后的低頻子帶系數(shù)進行調(diào)整置亂,然后由兩個二維超混沌系統(tǒng)生成混沌序列并進行預(yù)處理,同時構(gòu)造雙混合反饋系統(tǒng),最后利用雙混合反饋系統(tǒng)對小波重構(gòu)后的圖像進行像素灰度值替代加密.仿真結(jié)果表明,該加密方案彌補了圖像經(jīng)傳統(tǒng)小波變換后不能無失真重構(gòu)的缺陷,并克服了單一的低維混沌系統(tǒng)保密性不高的缺點,在密