基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的量子混沌圖像加密方法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息傳輸技術(shù)的發(fā)展使我們由IT時(shí)代走向DT時(shí)代。數(shù)據(jù)種類越來(lái)越多、數(shù)據(jù)量越來(lái)越大、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜是 DT時(shí)代的明顯特征。同時(shí)，隨著數(shù)據(jù)量的急速增加，數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題日益嚴(yán)峻，各大公司均暴露出數(shù)據(jù)安全相關(guān)問(wèn)題。在信息安全問(wèn)題越來(lái)越突出的情況下，圖像這種特殊信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的安全問(wèn)題更是不可小覷。圖像其特殊之處在于數(shù)據(jù)量大、冗余度高、信息熵低、相鄰像素點(diǎn)相關(guān)性高。因此，尋求一種性能良好的數(shù)字圖像的加密方式成為密碼學(xué)領(lǐng)域研究的

2、熱門(mén)問(wèn)題。
　　混沌經(jīng)過(guò)多年的研究初步認(rèn)為它是確定性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中不可預(yù)測(cè)的、類似隨機(jī)性的一類運(yùn)動(dòng)，是自然界一種客觀存在的復(fù)雜有界的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。混沌運(yùn)動(dòng)有界、且具有類隨機(jī)性，長(zhǎng)期軌道不穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)初始值敏感。這與密碼學(xué)中相關(guān)特點(diǎn)相契合，因此混沌理論自然而然能夠用于加密領(lǐng)域。本文基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的量子混沌圖像加密方法從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究。
　　本文首介紹了課題的研究背景和意義，分析國(guó)內(nèi)外混沌加密領(lǐng)域的現(xiàn)狀和現(xiàn)有研究成果以及現(xiàn)

3、有研究方法，并總結(jié)了現(xiàn)有研究方法和研究成果。套用經(jīng)典混沌理論的判據(jù)準(zhǔn)則，深入研究了一種量子混沌映射，從量子混沌映射Lyapunov指數(shù)分析和維數(shù)分析，量子混沌映射相圖和時(shí)序圖，以及量子混沌映射平衡點(diǎn)穩(wěn)定性幾個(gè)方面探究其混沌屬性。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，量子混沌系統(tǒng)由于系統(tǒng)存在擾動(dòng)量，并且擾動(dòng)量一直存在，導(dǎo)致系統(tǒng)周期性更好，所生成的量子混沌序列周期性相對(duì)經(jīng)典混沌系統(tǒng)更優(yōu)。能改善計(jì)算機(jī)精度丟失所造成的系統(tǒng)出現(xiàn)周期退化的情況。
　　同時(shí)本文在研究

4、多種分?jǐn)?shù)傅里葉變換中基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多樣性，尋找到一種多參數(shù)分?jǐn)?shù)傅里葉變換。該變換中由于存在向量參數(shù)，因此能大大增加加密算法的密鑰空間，同時(shí)和量子混沌映射形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，增加了加密算法的復(fù)雜度和攻擊難度。文中重點(diǎn)研究了基于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的量子混沌圖像加密算法，先用分?jǐn)?shù)傅里葉變換將圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再利用量子混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的混沌序列對(duì)圖像比特位進(jìn)行置亂，在圖像之亂的基礎(chǔ)上再進(jìn)行加密變換。并用MATLAB軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并從密鑰空間、密鑰敏感