混沌數(shù)字圖像加密算法研究.pdf

1、數(shù)字圖像是人們進(jìn)行信息交互的重要手段，在人們的日常生活中扮演著重要角色。對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行加密是保證用戶隱私安全的有效方式。由于混沌系統(tǒng)具有良好的偽隨機(jī)性、初值敏感性和非周期性等特點(diǎn)，產(chǎn)生的混沌序列在適當(dāng)處理后非常適合數(shù)字圖像的加密。因此，基于混沌理論的圖像加密算法被不斷提出。已有混沌數(shù)字圖像加密算法主要分為像素位置的置亂、像素值的替代以及兩者相結(jié)合等方法。然而，大部分的數(shù)字圖像加密算法存在密鑰空間小，安全性低或者算法時(shí)間復(fù)雜度大，無(wú)法滿足

2、實(shí)時(shí)性要求等問題。為了解決上述問題，本文對(duì)混沌數(shù)字圖像加密算法做了一系列地研究和探討，主要包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，分析了兩種典型的混沌系統(tǒng)，并結(jié)合混沌數(shù)字圖像加密算法的密鑰空間、加密效率、統(tǒng)計(jì)特性、敏感性和典型地攻擊方法，提出了混沌數(shù)字圖像加密算法的性能分析方法及其各項(xiàng)指標(biāo)，并給出了相應(yīng)指標(biāo)的涵義。
　　其次，分析了當(dāng)前灰度級(jí)圖像的加密算法和研究現(xiàn)狀，指出現(xiàn)有算法存在的缺陷，并結(jié)合Logistic混沌映射實(shí)現(xiàn)了基于交叉

3、分段和并行擴(kuò)散的灰度級(jí)圖像混沌加密算法。該算法通過將明文圖像交叉分段，形成密文段之間的兩輪并行擴(kuò)散，提高算法對(duì)明文圖像和密鑰的敏感性；采用動(dòng)態(tài)的密鑰流生成規(guī)則，使得加密所需的密鑰流與明文密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于交叉分段和并行擴(kuò)散的混沌圖像加密算法實(shí)現(xiàn)了灰度級(jí)圖像的充分混淆和擴(kuò)散，滿足各項(xiàng)性能分析的指標(biāo)。
　　最后，受到交叉分段和并行擴(kuò)散的思想啟發(fā)，并結(jié)合彩色圖像的分量特性，提出了基于行列置亂和并行擴(kuò)散的彩色圖像加密算法。該算法