六維分?jǐn)?shù)階超混沌系統(tǒng)在彩色圖像加密中的應(yīng)用.pdf

1、混沌是對(duì)一個(gè)確定的系統(tǒng)所產(chǎn)生的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)描述,它的特征主要有:系統(tǒng)模型的確定性、吸引子的穩(wěn)定性、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的隨機(jī)性及對(duì)初值的極端敏感性。由于超混沌系統(tǒng)所具有的混沌特性比一般的混沌系統(tǒng)更強(qiáng),更適合表征系統(tǒng)的物理特性,更適合用來(lái)進(jìn)行信息的加密。本文構(gòu)建了一個(gè)六維分?jǐn)?shù)階超混沌系統(tǒng),并分析了其動(dòng)力學(xué)行為,搭建出系統(tǒng)振蕩電路,并對(duì)系統(tǒng)作全面的分析和研究。利用理論分析、數(shù)值仿真和電路仿真相結(jié)合的方法進(jìn)行分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的設(shè)計(jì),圖像加密部分,以高

2、分辨率的彩色圖像為研究對(duì)象,采用數(shù)學(xué)分析和仿真測(cè)試的方法研究系統(tǒng),在Matlab軟件上進(jìn)行彩色圖像加密解密測(cè)試,并利用直方圖、直方圖、密鑰空間、相鄰像素相關(guān)性和直方圖這些指標(biāo)驗(yàn)證加密過(guò)程的有效性,主要工作如下:
　　首先,構(gòu)建出一個(gè)六維系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,為了驗(yàn)證系統(tǒng)的超混沌特性,對(duì)系統(tǒng)耗散性、平衡點(diǎn)、Lyapunov指數(shù)、分維數(shù)和龐加萊截面進(jìn)行分析。并在Matlab軟件上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,并得到了系統(tǒng)的二維、三維相圖以及時(shí)域圖,進(jìn)一步驗(yàn)

3、證系統(tǒng)的超混沌特性。其次,根據(jù)電路理論,采用模塊化設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)出六維分?jǐn)?shù)階超混沌系統(tǒng)的模擬電路,并進(jìn)行電路仿真軟件仿真得到系統(tǒng)兩相平面圖以及時(shí)域波形圖,通過(guò)Multisim電路仿真與Matlab數(shù)值仿真的一致性證明系統(tǒng)的超混沌特性存在。最后,在經(jīng)典的置亂-擴(kuò)散結(jié)構(gòu)算法基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于六維分?jǐn)?shù)階超混沌系統(tǒng)的彩色圖像加密算法,該算法以六維分?jǐn)?shù)階超混沌系統(tǒng)作為偽隨機(jī)序列生成源生成偽隨機(jī)序列。使用密鑰進(jìn)行圖像加密解密測(cè)試,并通過(guò)密鑰空間、密鑰敏