基于混沌序列的數(shù)字水印及多路圖像加密的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著通信技術(shù)的不斷快速發(fā)展，多媒體信息面臨著各種各樣的攻擊，信息安全技術(shù)成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前，數(shù)字水印作為多媒體信息版權(quán)保護(hù)的重要手段之一，因此如何對(duì)數(shù)字水印進(jìn)行有效的加密也成為大家關(guān)注的一個(gè)重要問題;同時(shí)，針對(duì)目前大部分的混沌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)單路圖像的加密效率低的劣勢，如何構(gòu)建高維混沌系統(tǒng)產(chǎn)生多路混沌序列對(duì)多幅圖像信息同時(shí)進(jìn)行加密的方法也引起人們廣泛的關(guān)注。混沌保密技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢使其具有廣泛的應(yīng)用前景，比如密鑰參數(shù)多，密鑰空間大，密

2、鑰參數(shù)敏感性強(qiáng)。
　　本文提出了基于單變量反饋控制的離散混沌系統(tǒng)算法，一方面把混沌加密算法應(yīng)用于靜止數(shù)字圖像水印領(lǐng)域，并結(jié)合DWT和SVD相結(jié)合的圖像處理技術(shù)來解決水印信息易被破解的問題。整個(gè)系統(tǒng)包括水印信息的加密、水印的嵌入、水印的提取、對(duì)含水印載體圖像的攻擊以及水印解密五大模塊，實(shí)現(xiàn)了基于混沌加密的數(shù)字水印的系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)嵌入水印信息的載體圖像進(jìn)行物理攻擊測試和安全性能分析。最后，利用PC和ARM開發(fā)板搭建操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用功能。

3、另一方面，利用七維混沌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)3路圖像信息同時(shí)進(jìn)行加密。通過采用級(jí)聯(lián)閉環(huán)原理，發(fā)送端系統(tǒng)與接收端系統(tǒng)具有完全相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的同步而不受有用信息大小調(diào)制的影響，在發(fā)送端與接收端參數(shù)匹配的情況下，使解密出來的信息具有高的還原度，實(shí)現(xiàn)對(duì)多幅圖像信息進(jìn)行快速地加解密。
　　本文主要包括了以下幾個(gè)部分內(nèi)容:
　　(1)首先對(duì)混沌理論，數(shù)字水印知識(shí)和嵌入式技術(shù)的發(fā)展歷史等進(jìn)行基礎(chǔ)性的介紹。針對(duì)目前的發(fā)展趨勢，對(duì)混沌保密技術(shù)

4、和數(shù)字水印的結(jié)合以及高維混沌系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　(2)為了構(gòu)建隨機(jī)性能良好的混沌序列，本文提出了基于單變量反饋控制的離散混沌系統(tǒng)，并對(duì)其基本的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析，采用國際隨機(jī)性測試標(biāo)準(zhǔn)NIST對(duì)產(chǎn)生的數(shù)字混沌序列進(jìn)行性能測試。
　　(3)基于Matlab GUI的平臺(tái)，通過構(gòu)建水印信息的加密、水印的嵌入、水印的提取、對(duì)含水印載體圖像的攻擊以及水印的解密這五大模塊，整體實(shí)現(xiàn)了基于混沌加密的數(shù)字水印系統(tǒng)。對(duì)界面操作簡單的R

5、edHat嵌入式系統(tǒng)的一些操作和設(shè)置進(jìn)行了介紹。通過交叉編譯將Linux嵌入式系統(tǒng)燒寫進(jìn)ARM開發(fā)板上。選取了ARM開發(fā)板Mini2440的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)了基于嵌入式技術(shù)的數(shù)字水印混沌保密通信系統(tǒng)。
　　(4)基于FPGA硬件設(shè)計(jì)七維混沌離散系統(tǒng)，使其在一定精度下產(chǎn)生多路數(shù)字混沌序列，采用該數(shù)字混沌序列作為密鑰對(duì)多路圖像信息同時(shí)進(jìn)行加密，產(chǎn)生多路混沌加密信號(hào)。然后，構(gòu)建一種FPGA技術(shù)的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)式同步的多路圖像混沌加密系統(tǒng)，發(fā)送端產(chǎn)