加權(quán)酉變換類(lèi)-混沌圖像加密系統(tǒng)研究.pdf

1、圖像加密是信息安全領(lǐng)域重要的研究課題?；煦缦到y(tǒng)對(duì)初始值和控制參數(shù)敏感等特點(diǎn)有助于提高圖像加密方法的安全性。將它與加權(quán)酉變換類(lèi)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)在變換域上的圖像加密對(duì)于圖像加密系統(tǒng)的研究具有重要價(jià)值與理論意義。
　　本文建立了加權(quán)酉變換類(lèi)-混沌圖像加密系統(tǒng)。該加密系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是充分利用混沌系統(tǒng)對(duì)初值和控制參數(shù)依賴(lài)敏感、加權(quán)酉變換類(lèi)變換參數(shù)空間維數(shù)高等性質(zhì)，顯著增加圖像密碼系統(tǒng)的安全性。此加密系統(tǒng)中使用的加權(quán)酉變換類(lèi)是在變換域上圖像加密的，

2、能夠有效地把明文主要信息在密文中均勻分布，則密文受到剪切或干擾性等攻擊都能夠重建明文主要信息，但其變換參數(shù)作為整個(gè)加密系統(tǒng)的密鑰敏感性不如混沌參數(shù)強(qiáng)。將加權(quán)酉變換類(lèi)與混沌系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)在變換域上的圖像加密，也能夠有效克服混沌圖像加密在空間域上生成的密文受到損壞后難于恢復(fù)明文圖像主要信息的缺陷。因此，將加權(quán)酉變換類(lèi)與混沌結(jié)合既彌補(bǔ)了各自的不足，也充分發(fā)揮了彼此優(yōu)勢(shì)。
　　加權(quán)酉變換類(lèi)-混沌圖像加密系統(tǒng)的加密原理是：首先，對(duì)原始圖像經(jīng)過(guò)

3、隨機(jī)相位編碼處理，使此系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為隨機(jī)的非線性系統(tǒng)；其次，將隨機(jī)編碼結(jié)果進(jìn)行加權(quán)酉變換，實(shí)現(xiàn)圖像在變換域編碼處理；最后，對(duì)上述編碼密文用超混沌序列進(jìn)行置亂，生成最終加密圖像。
　　本文在內(nèi)容上，首先給出加權(quán)酉變換類(lèi)和混沌系統(tǒng)的基本理論，重點(diǎn)闡述了變量階數(shù)加權(quán)酉變換與Clifford超混沌系統(tǒng)，為加權(quán)酉變換類(lèi)-混沌圖像加密系統(tǒng)提供理論依據(jù)。其次，深入分析了加權(quán)酉變換類(lèi)-混沌圖像加密系統(tǒng)的安全特性。通過(guò)理論分析可知該加密系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)

4、：(1)加權(quán)酉變換類(lèi)-混沌圖像加密系統(tǒng)對(duì)以混沌參數(shù)形式出現(xiàn)的密鑰非常敏感，即混沌參數(shù)微小變化將導(dǎo)致編碼和解碼效果差異顯著；(2)該系統(tǒng)所用加權(quán)酉變換類(lèi)的高維數(shù)參數(shù)向量作為系統(tǒng)密鑰使密碼系統(tǒng)的密鑰空間維數(shù)得到大幅度提高；(3)密鑰空間的極高維數(shù)使該密碼系統(tǒng)對(duì)窮舉攻擊有很好的抵抗能力；(4)該加密系統(tǒng)是一個(gè)隨機(jī)密碼系統(tǒng)，特別是其解密過(guò)程具有極其復(fù)雜的非線性特性，系統(tǒng)安全性高。
　　此外，本文還仿真研究了此加密系統(tǒng)的安全性與可靠性。在安