基于混沌的圖像信息安全算法研究.pdf

1、基于計算機和網(wǎng)絡(luò)的信息交換為多媒體數(shù)字作品的使用、傳播提供了便利的途徑，然而數(shù)字作品極易被非法復(fù)制和篡改的特性，使得數(shù)字作品的信息加密和版權(quán)保護成為迫切需要解決的問題。由于圖像信息的數(shù)據(jù)量大、冗余度高，已給傳統(tǒng)密碼提出了挑戰(zhàn)，而混沌密碼在多媒體信息的加密上體現(xiàn)了強大的優(yōu)勢。論文首先研究了混沌理論的基礎(chǔ)知識和用于圖像信息安全的混沌動力系統(tǒng)。然后，著重研究了基于混沌的身份標(biāo)識Hash加密算法、用于圖像信息版權(quán)保護的小波域彩色圖像水印算法和基

2、于混沌的彩色圖像加密算法，取得了以下主要創(chuàng)新成果： 1、研究了混沌理論及其在圖像信息安全中的應(yīng)用。 弄清了混沌現(xiàn)象的基本特征和混沌的主要度量特征，深入研究了常用于圖像信息安全的一維、二維和三維混沌映射及其特征，并討論了圖像信息安全對混沌系統(tǒng)的客觀要求，為圖像信息安全技術(shù)中進行混沌系統(tǒng)的評判、設(shè)計和選擇提供了理論依據(jù)。 2、設(shè)計了基于混沌的身份標(biāo)識加密算法。 針對圖像信息安全保護中的用戶身份標(biāo)識的加密問題，

3、設(shè)計了高安全、低復(fù)雜性的混沌加密的 Hash 函數(shù)；針對可識別明文到可識別密文的映射需求問題，進一步設(shè)計了排序基礎(chǔ)上的多對一加密映射；針對由可識別明文到認證證書與加密過程中需要生成密鑰序列的需求問題，設(shè)計了具有明文依賴性和自相關(guān)性特點的認證證書構(gòu)建函數(shù)。加密過程具有隨機和不確定性，而對給定輸入加密生成的密文卻具有唯一確定性。加密生成的證書是不可破譯的。 3、設(shè)計了基于混沌與小波的彩色數(shù)字圖像盲水印算法。 針對圖像版權(quán)保護

4、問題，研究了問題所涉及到的信息隱藏與數(shù)字水印技術(shù)，指出了信息隱藏技術(shù)應(yīng)該解決的主要問題；研究了圖像數(shù)字水印技術(shù)的實現(xiàn)方法，明確提出了數(shù)字水印技術(shù)的通用模型和數(shù)字水印技術(shù)的性能指標(biāo)：概括了數(shù)字水印的種類，指出了數(shù)字水印技術(shù)中水印域的選取策略。最后，設(shè)計了一種將隨機機制引入到在小波變換域通過混沌映射和統(tǒng)計方法實現(xiàn)水印的嵌入與提取的算法，解決了低通濾波及裁剪等幾何攻擊使水印丟失的問題，提高了水印的魯棒性與抗幾何攻擊的能力。 4、設(shè)計了

5、彩色數(shù)字圖像的混沌加密算法。 設(shè)計了一種基于遍歷矩陣的圖像遍歷算法，將二維圖像變?yōu)榛靵y的一維向量，解決了傳統(tǒng)遍歷矩陣不能處理非方陣圖像的問題；設(shè)計了恰當(dāng)?shù)姆蔷€性混沌映射，進一步將混亂的一維向量等概率置亂，提高加密算法空間域上抵御統(tǒng)計攻擊的能力；設(shè)計了合理的 S-盒代數(shù)運算，使之能夠在統(tǒng)計的意義上使輸入的比特分組呈現(xiàn)均勻分布，從而進一步抵御統(tǒng)計攻擊和Gray碼攻擊；設(shè)計了合理的密鑰變換擴展算法：一是增強了加密系統(tǒng)的秘密敏感性，二是