基于高級加密標(biāo)準(zhǔn)的圖像置亂方法研究及其硬件設(shè)計.pdf

1、數(shù)字圖像加密研究在信息安全領(lǐng)域中舉足輕重,已成為熱門研究課題。目前數(shù)字圖像加密主要有數(shù)字圖像分存技術(shù)、置亂技術(shù)、基于現(xiàn)代加密體制的加密技術(shù)和基于混沌理論的加密技術(shù),這些方法因其背景技術(shù)不同而各有利弊,有些研究者將這些加密技術(shù)互相結(jié)合,取長補(bǔ)短,進(jìn)而得出了具有更多優(yōu)點(diǎn)的研究成果。
　　 本論文的工作主要集中在高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)算法和混沌映射在數(shù)字圖像加密領(lǐng)域的應(yīng)用研究上。AES性能相對穩(wěn)定,安全性高,密鑰的靈活性很強(qiáng),并且適于

2、軟硬件實現(xiàn),它對于強(qiáng)力攻擊、差分和線性密碼分析有很強(qiáng)的抵抗力。但AES算法是基于一維數(shù)據(jù)流的加密提出的,直接應(yīng)用在數(shù)字圖像加密領(lǐng)域并不能體現(xiàn)出高效性。
　　 針對數(shù)字圖像信息數(shù)據(jù)量大、冗余度高和像素間相關(guān)性強(qiáng)的特點(diǎn),本文以AES算法思想為主,混沌映射為輔將兩者的優(yōu)勢結(jié)合提出一種數(shù)字圖像置亂方法。整個算法由初始化、異或和置亂三個部分組成。初始化部分利用Logistic混沌映射和Chebyshev混沌映射對其初始參數(shù)條件的敏感依賴性

3、,產(chǎn)生了六組具有良好隨機(jī)性和復(fù)雜性的偽隨機(jī)整數(shù)序列,是異或和置亂部分的前提條件;異或部分與AES中初始密鑰加處理相類似,使用隨機(jī)整數(shù)序列構(gòu)造隨機(jī)矩陣對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行異或處理,目的在于擴(kuò)散像素取值范圍;置亂部分借鑒了AES中輪變換的部分原理,在隨機(jī)整數(shù)序列的控制下完成圖像數(shù)據(jù)的位置置亂和灰度置亂。我們對置亂效果和算法的安全性進(jìn)行了定性與定量分析,結(jié)果表明這種新的置亂方法具有很好的置亂效率和算法安全性,同時克服了一些AES算法應(yīng)用在數(shù)字圖像加