基于混沌理論的圖像加密研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息交換的日益頻繁,信息安全問(wèn)題日益突出。信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)信息安全提出了越來(lái)越高的要求,迫切需要發(fā)展新的理論和先進(jìn)的技術(shù)。對(duì)圖像進(jìn)行加密是保證圖像信息安全的重要手段之一,但是,一方面現(xiàn)有的加密算法大多數(shù)是為保護(hù)文本信息而設(shè)計(jì)的,另一方面已有加密算法的抗破譯能力不強(qiáng)。所以,傳統(tǒng)的加密算法應(yīng)用于圖像加密有諸多弊端,大量針對(duì)圖像特點(diǎn)的加密方案被提出。作為新的密碼技術(shù)——混沌圖像加密技術(shù)已引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者濃厚的興趣和廣泛研究

2、。混沌(Chaos)是一種貌似無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),指在確定性非線性系統(tǒng)中,不需要附加任何隨機(jī)因素亦可出現(xiàn)類似隨機(jī)的行為(內(nèi)在隨機(jī)性)?；煦缇哂性S多值得利用的性質(zhì),如:良好的偽隨機(jī)特性、軌道的不可預(yù)測(cè)性、對(duì)初始狀態(tài)及結(jié)構(gòu)參數(shù)的極端敏感性等一系列優(yōu)良特性,這些特性與密碼學(xué)的許多要求是相吻合的。圖像的使用越來(lái)越廣泛,因其數(shù)據(jù)量大、冗余度高,已給傳統(tǒng)密碼提出了挑戰(zhàn),然而混沌密碼在圖像信息的加密上體現(xiàn)了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。
　　本文首先介紹混沌圖像加密領(lǐng)

3、域的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀,并分析了傳統(tǒng)加密的各種方法。接著主要研究數(shù)字化混沌密碼理論及其在圖像加密中具體應(yīng)用,并且對(duì)各種經(jīng)典的混沌加密算法進(jìn)行詳細(xì)的分析和總結(jié),并在此基礎(chǔ)上針對(duì)近年來(lái)出現(xiàn)的基于三維混沌貓映射的圖象加密算法,提出了一種有效的改進(jìn)算法,并且引入了時(shí)空混沌的典型模型——耦合映像格子來(lái)改善擴(kuò)散性能,設(shè)計(jì)新的密鑰產(chǎn)生器,取得安全性和復(fù)雜性的良好折中,適用于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的圖象加密。同時(shí)文章不僅采用了常用的方法來(lái)衡量系統(tǒng)的安全性,還采用了混

4、沌物理量來(lái)分析系統(tǒng)的加密性能。
　　本論文的研究結(jié)果表明:基于混沌理論的圖像加密方法作為圖像加密的一個(gè)新的研究方向,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加密方法的不足,顯示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)在許多應(yīng)用領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。但無(wú)論從安全性還是效率而言,現(xiàn)有的基于混沌理論的信息安全研究方案都還存在許多不足,還需要進(jìn)一步地完善和改進(jìn)。不僅存在許多尚待開(kāi)墾的領(lǐng)域,而且隨著理論研究的不斷深入,相應(yīng)的分析方法也層出不窮。因此,對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的理論和實(shí)踐問(wèn)題上做一些有益的探