基于混沌和Gyrator變換的彩色圖像加密算法研究.pdf

1、lYiltt13II12I19lIIIl6I115Illl18ilt8IIIIIIY3296588⑧西安鄂霄大擎碩士研究生學位論文基于混沌和Gyrator變換的彩色圖像加密算法研究作者：李彤指導教師：張雪鋒教授學科(專業(yè))：信息安全提交論文日期：二。一七年六月D岳之)摘要摘要隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信技術的迅猛發(fā)展，圖像、語音、視頻等多媒體通信技術不斷涌現(xiàn)，新興技術的推廣極大地影響著人們工作、生活和學習的方式。數(shù)字圖像作為多媒體技術的重要組成，可

2、能承載著敏感信息，因此其存儲和傳輸?shù)陌踩允侵陵P重要的。如何保障圖像數(shù)據(jù)的安全并提高加密算法的效率是當前研究的重點方向。數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量大、相鄰像素相關性強、冗余度高，因此傳統(tǒng)文本數(shù)據(jù)的加密算法不再適用于加密數(shù)字圖像。鑒于混沌系統(tǒng)具有初值敏感性、遍歷性等良好的密碼學特征，基于混沌的圖像加密算法成為圖像加密的主流技術之一。本文介紹了數(shù)字圖像加密技術在國內外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、混沌基礎理論、Gyrator變換及其在圖像加密技術中的應用。在

3、此基礎上，提出了二種彩色圖像加密算法，論文的主要工作包括：1設計了一種基于耦合映像格子的彩色圖像加密算法。首先利用一維魯棒混沌映射對彩色圖像的三基色矩陣基于比特運算進行置亂操作并分塊，通過耦合映像格子生成S盒，對子矩陣進行輪加密，實現(xiàn)在分量內擴散加密的同時降低三基色分量同位置對應像素的相關性。算法將Logistic映射結合明文信息得到混沌系統(tǒng)的初值，有效提高了加密算法對系統(tǒng)初值和明文的敏感性，理論分析及實驗表明該算法具有較好的安全性。2

4、設計了一種基于Gyrator變換的彩色圖像分組加密算法。對彩色圖像的三基色矩陣預處理，重組得N個矩陣，將其分為左右二部分，分別作為Gyrator變換的輸入和雙隨機相位編碼中二個隨機相位掩模板，利用明文矩陣代替隨機白噪聲函數(shù)，能夠降低密鑰存儲難度。該算法實現(xiàn)了對明文信息的充分混淆，通過選擇合適的迭代次數(shù)，在提高安全性等性能的同時，保證了明文信息的完整性，有效改善了因計算機精度引起的解密圖像失真的問題。理論分析并通過實驗表明該算法具有較好的