混沌序列在數(shù)字圖像加密中的應用研究.pdf

1、混沌序列因其隨機性和復雜性較好且難以被分析和預測，在進行流加密方面有著極大的優(yōu)勢，因此近些年學術界掀起了研究“混沌序列密碼”的熱潮。然而，從實用的角度來看，混沌系統(tǒng)應該是數(shù)字的而非模擬的，這樣的話，混沌系統(tǒng)就出現(xiàn)了退化現(xiàn)象。
　　 目前，數(shù)字混沌系統(tǒng)主要存在兩個問題需要考慮和解決。第一，系統(tǒng)涉及的所有運算都將受計算機有限字長效應的影響。因此相比于理想的實值混沌系統(tǒng)，數(shù)字化后混沌系統(tǒng)出現(xiàn)了系統(tǒng)特性的減弱、類短周期、退化的軌道分布和

2、非理想的相關特性等問題。因此，本文在所建立的Logistic數(shù)字混沌平臺上，對數(shù)字混沌序列的類短周期性以及相關性強的問題進行了深入研究，提出對Logistic數(shù)字混沌序列進行K-L和雙重K-L變換的理論方法。第二，較傳統(tǒng)的密碼學而言，對于數(shù)字混沌系統(tǒng)的安全性、可靠性和復雜性的評估更為重要。因此，為了評估這兩種改進之后的數(shù)字混沌密鑰序列的安全性，本文不僅對改進后的Logistic序列進行了自相關分析、周期分析、復雜度分析以及頻譜分析等，而

3、且利用LS_SVM(最小二乘支持向量機)對序列進行了預測分析。
　　 在圖像加密中，數(shù)字混沌系統(tǒng)可作為偽隨機序列發(fā)生器來產(chǎn)生混沌密鑰序列，從而完成圖像的加密。這種方法加密速度快，性能穩(wěn)定，因此更適合于實際通信系統(tǒng)。然而數(shù)字圖像具有數(shù)據(jù)量冗雜的致命弱點，這與網(wǎng)絡有限的傳輸能力形成了一對顯著的矛盾。因此本文設計了基于DCT變換和小波變換的圖像壓縮技術，用改進后的數(shù)字混沌密鑰序列對壓縮后的圖像進行加密。仿真結果顯示該加密方法具有一定的