基于分數(shù)傅里葉變換的量子混沌圖像加密方法研究.pdf

1、計算機科學(xué)和信息傳輸技術(shù)的發(fā)展使我們由IT時代走向DT時代。數(shù)據(jù)種類越來越多、數(shù)據(jù)量越來越大、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜是 DT時代的明顯特征。同時，隨著數(shù)據(jù)量的急速增加，數(shù)據(jù)安全性問題日益嚴峻，各大公司均暴露出數(shù)據(jù)安全相關(guān)問題。在信息安全問題越來越突出的情況下，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、熱門問題。
　　混沌經(jīng)過多年的研究初步認為它是確定性動力學(xué)系統(tǒng)中不可預(yù)測的、類似隨機性的一類運動，是自然界一種客觀存在的復(fù)雜有界的不規(guī)則運動。混沌運動有界、且具有類隨機性，長期軌道不穩(wěn)定，同時對初始值敏感。這與密碼學(xué)中相關(guān)特點相契合，因此混沌理論自然而然能夠用于加密領(lǐng)域。本文基于分數(shù)傅里葉變換的量子混沌圖像加密方法從以下幾個方面進行研究。
　　本文首介紹了課題的研究背景和意義，分析國內(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序圖，以及量子混沌映射平衡點穩(wěn)定性幾個方面探究其混沌屬性。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，量子混沌系統(tǒng)由于系統(tǒng)存在擾動量，并且擾動量一直存在，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經(jīng)典混沌系統(tǒng)更優(yōu)。能改善計算機精度丟失所造成的系統(tǒng)出現(xiàn)周期退化的情況。
　　同時本文在研究

4、多種分數(shù)傅里葉變換中基于分數(shù)傅里葉變換的多樣性，尋找到一種多參數(shù)分數(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，同時和量子混沌映射形成優(yōu)勢互補，增加了加密算法的復(fù)雜度和攻擊難度。文中重點研究了基于分數(shù)傅里葉變換的量子混沌圖像加密算法，先用分數(shù)傅里葉變換將圖像進行轉(zhuǎn)換，再利用量子混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的混沌序列對圖像比特位進行置亂，在圖像之亂的基礎(chǔ)上再進行加密變換。并用MATLAB軟件進行仿真實驗，并從密鑰空間、密鑰敏感