基于隨機投影分割和中國剩余定理的圖像加密算法.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字媒體信息被廣泛地應(yīng)用到不同領(lǐng)域，數(shù)字媒體信息的安全問題也逐步成為不可忽視的事情。數(shù)字圖像是數(shù)字媒體信息中應(yīng)用最為廣泛的一種數(shù)據(jù)形式，具有形象、生動及直觀等特點。當(dāng)前，數(shù)字圖像內(nèi)容安全問題已成為了研究人員關(guān)注的一個熱點。圖像加密技術(shù)將明文圖像轉(zhuǎn)換成內(nèi)容雜亂無序的密文圖像，是保證圖像內(nèi)容安全的有效技術(shù)，能有效的解決數(shù)字圖像安全問題。由于計算機軟硬件技術(shù)的不斷進步，計算機的計算性能得到了迅速提高

2、，一些以往被認(rèn)為安全的圖像加密算法不再安全可靠。與此同時，智能手機、相機等設(shè)備的普及，使獲取到的圖像的數(shù)量越來越多，分辨率也越來越高，迫切要求圖像加密技術(shù)的運行效率更高。為此，本文提出利用隨機投影分割和中國剩余定理，設(shè)計安全性能更好、運行效率更高的圖像加密算法。
　　本文先介紹圖像加密的研究背景、圖像加密的基本原理和性能指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上分析圖像加密算法的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)，最后利用隨機投影分割和中國剩余定理，設(shè)計了兩種高效的圖像加

3、密算法，并用大量實驗驗證了算法性能。本文的主要研究成果如下。
　　1.提出一種基于隨機投影分割和混沌系統(tǒng)的圖像加密算法
　　該算法先對輸入圖像進行隨機分割，得到一系列的重疊圖像塊，再將每個圖像塊分割成180個投影線，接著用Skew tent混沌系統(tǒng)產(chǎn)生秘密數(shù)據(jù)池。對于圖像塊的投影線，隨機選擇一個與其不重疊的圖像塊的對應(yīng)投影線進行交換，交換前，先從秘密數(shù)據(jù)池中隨機選取一個秘密序列與它們進行異或加密操作，即交換的數(shù)據(jù)是投影線異或

4、運算的結(jié)果。依次對每個圖像塊的每個投影線進行加密處理，即可得到最終的密文圖像。理論分析和實驗結(jié)果表明，該算法的運行速度較快，安全性較高且魯棒性較好，性能優(yōu)越于三種常見圖像加密算法。
　　2.提出一種基于中國剩余定理和時空混沌系統(tǒng)的多圖像加密算法
　　針對多圖像加密問題，提出一種聯(lián)合中國剩余定理和時空混沌系統(tǒng)的加密算法。該算法先把多幅圖像拼接成一幅圖像，再運用時空混沌系統(tǒng)產(chǎn)生兩組混沌序列，用其中的一組混沌序列來對圖像進行置換加