元胞自動(dòng)機(jī)在圖像并行加密中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些技術(shù)在給日常生活帶來方便的同時(shí)，其安全方面的隱患也日益暴露。在保障信息安全的眾多技術(shù)中，密碼技術(shù)無疑扮演著舉足輕重的角色。圖像數(shù)據(jù)具有編碼結(jié)構(gòu)特殊、數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的經(jīng)典數(shù)據(jù)加密算法，例如DES、RSA等直接用于圖像數(shù)據(jù)加密，很難滿足其實(shí)時(shí)性要求，而且會(huì)改變數(shù)據(jù)格式；采用混沌系統(tǒng)加密計(jì)算復(fù)雜度較高，系統(tǒng)的性能又無法得到保障。
　　 元胞自動(dòng)機(jī)以其特有的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性、內(nèi)在的并行性

2、以及復(fù)雜計(jì)算的能力成為密碼學(xué)中研究的熱點(diǎn)方向之一，并且展現(xiàn)出非常好的發(fā)展前景。近年來，計(jì)算機(jī)處理器物理制作工藝和技術(shù)不斷的提升，計(jì)算機(jī)越來越向著多核、多處理器的方向發(fā)展。目前，多核計(jì)算機(jī)也非常地普及，并行計(jì)算的時(shí)代已經(jīng)到來。本文對(duì)元胞自動(dòng)機(jī)和并行計(jì)算進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，探索出了一種用于快速圖像加密的新方法。本文主要工作如下：
　　 ①簡(jiǎn)要介紹元胞自動(dòng)機(jī)理論，研究并分析了可逆元胞自動(dòng)機(jī)和觸發(fā)元胞自動(dòng)機(jī)的并行加密模型。
　　

3、②在分析了可逆元胞自動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，提出了基于構(gòu)造可逆元胞自動(dòng)機(jī)并行加密算法，并采用耦合的思想對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。在保證并行高效計(jì)算的同時(shí)，大大地提高了密鑰空間，使它能滿足分組加密的安全要求。
　　 ③提出了基二維觸發(fā)元胞自動(dòng)機(jī)并行加密算法，并通過CBC的加密模式對(duì)該算法進(jìn)行了改進(jìn)以更好地用于加密圖像。和一維元胞自動(dòng)機(jī)相比，采用二維元胞自動(dòng)機(jī)的加密算法擁有更大的密鑰空間，系統(tǒng)安全性大大增強(qiáng)。同時(shí)，該算法在不增大計(jì)算量的情況下，能夠使得加