基于混沌的圖像信息安全算法研究.pdf

1、基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的信息交換為多媒體數(shù)字作品的使用、傳播提供了便利的途徑，然而數(shù)字作品極易被非法復(fù)制和篡改的特性，使得數(shù)字作品的信息加密和版權(quán)保護(hù)成為迫切需要解決的問(wèn)題。由于圖像信息的數(shù)據(jù)量大、冗余度高，已給傳統(tǒng)密碼提出了挑戰(zhàn)，而混沌密碼在多媒體信息的加密上體現(xiàn)了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。論文首先研究了混沌理論的基礎(chǔ)知識(shí)和用于圖像信息安全的混沌動(dòng)力系統(tǒng)。然后，著重研究了基于混沌的身份標(biāo)識(shí)Hash加密算法、用于圖像信息版權(quán)保護(hù)的小波域彩色圖像水印算法和基

2、于混沌的彩色圖像加密算法，取得了以下主要?jiǎng)?chuàng)新成果： 1、研究了混沌理論及其在圖像信息安全中的應(yīng)用。 弄清了混沌現(xiàn)象的基本特征和混沌的主要度量特征，深入研究了常用于圖像信息安全的一維、二維和三維混沌映射及其特征，并討論了圖像信息安全對(duì)混沌系統(tǒng)的客觀要求，為圖像信息安全技術(shù)中進(jìn)行混沌系統(tǒng)的評(píng)判、設(shè)計(jì)和選擇提供了理論依據(jù)。 2、設(shè)計(jì)了基于混沌的身份標(biāo)識(shí)加密算法。 針對(duì)圖像信息安全保護(hù)中的用戶身份標(biāo)識(shí)的加密問(wèn)題，

3、設(shè)計(jì)了高安全、低復(fù)雜性的混沌加密的 Hash 函數(shù)；針對(duì)可識(shí)別明文到可識(shí)別密文的映射需求問(wèn)題，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了排序基礎(chǔ)上的多對(duì)一加密映射；針對(duì)由可識(shí)別明文到認(rèn)證證書(shū)與加密過(guò)程中需要生成密鑰序列的需求問(wèn)題，設(shè)計(jì)了具有明文依賴性和自相關(guān)性特點(diǎn)的認(rèn)證證書(shū)構(gòu)建函數(shù)。加密過(guò)程具有隨機(jī)和不確定性，而對(duì)給定輸入加密生成的密文卻具有唯一確定性。加密生成的證書(shū)是不可破譯的。 3、設(shè)計(jì)了基于混沌與小波的彩色數(shù)字圖像盲水印算法。 針對(duì)圖像版權(quán)保護(hù)

4、問(wèn)題，研究了問(wèn)題所涉及到的信息隱藏與數(shù)字水印技術(shù)，指出了信息隱藏技術(shù)應(yīng)該解決的主要問(wèn)題；研究了圖像數(shù)字水印技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，明確提出了數(shù)字水印技術(shù)的通用模型和數(shù)字水印技術(shù)的性能指標(biāo)：概括了數(shù)字水印的種類，指出了數(shù)字水印技術(shù)中水印域的選取策略。最后，設(shè)計(jì)了一種將隨機(jī)機(jī)制引入到在小波變換域通過(guò)混沌映射和統(tǒng)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)水印的嵌入與提取的算法，解決了低通濾波及裁剪等幾何攻擊使水印丟失的問(wèn)題，提高了水印的魯棒性與抗幾何攻擊的能力。 4、設(shè)計(jì)了

5、彩色數(shù)字圖像的混沌加密算法。 設(shè)計(jì)了一種基于遍歷矩陣的圖像遍歷算法，將二維圖像變?yōu)榛靵y的一維向量，解決了傳統(tǒng)遍歷矩陣不能處理非方陣圖像的問(wèn)題；設(shè)計(jì)了恰當(dāng)?shù)姆蔷€性混沌映射，進(jìn)一步將混亂的一維向量等概率置亂，提高加密算法空間域上抵御統(tǒng)計(jì)攻擊的能力；設(shè)計(jì)了合理的 S-盒代數(shù)運(yùn)算，使之能夠在統(tǒng)計(jì)的意義上使輸入的比特分組呈現(xiàn)均勻分布，從而進(jìn)一步抵御統(tǒng)計(jì)攻擊和Gray碼攻擊；設(shè)計(jì)了合理的密鑰變換擴(kuò)展算法：一是增強(qiáng)了加密系統(tǒng)的秘密敏感性，二是