混沌數(shù)字圖像加密及其多平臺硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、智能手機(jī)為移動互聯(lián)網(wǎng)拉開序幕，逐漸成為人們生活必不可少的設(shè)備。移動互聯(lián)網(wǎng)信息交流平臺中的圖像、語音、視頻等多媒體信息面臨著與互聯(lián)網(wǎng)同樣不可忽視的信息安全問題。對于數(shù)字圖像信息而言，由于其數(shù)據(jù)量大、冗余性高及相關(guān)性強(qiáng)等特點(diǎn)，使得以往普通的加密方法并不適用。隨著對混沌理論研究的發(fā)展和深入，發(fā)現(xiàn)混沌理論與密碼學(xué)之間有著強(qiáng)烈的對應(yīng)關(guān)系，混沌密碼技術(shù)為移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字圖像等多媒體信息的安全提供了新的解決方案。
　　本文基于混沌系統(tǒng)所具有的類隨

2、機(jī)性、寬頻譜、對初始狀態(tài)及結(jié)構(gòu)參數(shù)的極端敏感性等一系列特性，考慮數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的特點(diǎn)并結(jié)合密碼學(xué)的特性與要求，設(shè)計(jì)并硬件實(shí)現(xiàn)了一種基于雙混沌系統(tǒng)的數(shù)字圖像加密算法。該算法首先是對原始彩色數(shù)字圖像利用二維 Baker映射進(jìn)行圖像像素位置置亂，再利用高維廣義貓映射對置亂后的圖像進(jìn)行像素值擴(kuò)散，交替進(jìn)行數(shù)輪置亂與擴(kuò)散過程后，得到加密后的圖像。這種雙混沌系統(tǒng)結(jié)合了Baker映射相對大的密鑰空間以及高維廣義貓映射良好的擴(kuò)散效果，能進(jìn)一步提高加密性能

3、，保證更高的安全性。
　　為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的算法應(yīng)用于彩色數(shù)字圖像加密的性能，本文首先通過MATLAB軟件對算法進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)并通過對比高維廣義混沌貓映射圖像加密算法進(jìn)行了密鑰空間、圖像的統(tǒng)計(jì)特性（包括直方圖和相鄰像素的相關(guān)性）及密鑰的雪崩效應(yīng)等測試和分析，驗(yàn)證算法的可行性、安全性和保密性；然后在TMS320DM6437的DSP開發(fā)平臺硬件測試算法。為了說明所設(shè)計(jì)的算法在移動互聯(lián)網(wǎng)安全中的可行性和實(shí)用性，論文利用本文開發(fā)的應(yīng)用程序在兩