基于三維整數(shù)擬仿射變換和四維混沌系統(tǒng)的圖像加密.pdf

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用使越來越多的數(shù)字圖像通過各種媒介傳輸. 由于數(shù)字圖像數(shù)據(jù)所具有的大數(shù)據(jù)量特點(diǎn), 傳統(tǒng)的加密方法如DES、AES和RSA并不完全適合直接對圖像加密。近年來, 基于混沌理論的數(shù)字圖像加密方案引起了學(xué)者的重視并得到廣泛研究?；煦缦到y(tǒng)對初始值和系統(tǒng)參數(shù)非常敏感, 其產(chǎn)生的混沌序列具有遍歷性、內(nèi)在隨機(jī)性、可精確再生和難以預(yù)測等特征. 這些特性和密碼學(xué)的很多要求相吻合, 使得混沌在數(shù)字圖像加密和保密通訊中具

2、有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值, 可以借助混沌系統(tǒng)設(shè)計(jì)出容易控制和具有高安全性的圖像加密系統(tǒng)。
　　 本文基于三維整數(shù)擬仿射變換和四維混沌系統(tǒng)對圖像加密。首先把二維有限整數(shù)域上的擬仿射變換推廣到三維上, 重點(diǎn)研究三維有限整數(shù)域上的擬仿射變換的性質(zhì)及構(gòu)造方法, 用這種新方法來置亂圖像的像素位置(如果需要的話, 灰度值也可以改變), 并用混沌映射來生成變換的參數(shù), 從而增強(qiáng)了統(tǒng)計(jì)和差分攻擊的抵抗力。其次利用一種四維混沌映射產(chǎn)生混沌二值序列, 在此

3、基礎(chǔ)上, 針對能體現(xiàn)混沌序列的幾個重要特性進(jìn)行分析、實(shí)驗(yàn), 得出此改進(jìn)后的混沌序列具有較好的自/互相關(guān)特性、初值敏感性、頻數(shù)檢驗(yàn)和序列檢驗(yàn)的特性。把本文方法產(chǎn)生的三維整數(shù)擬仿射變換和混沌偽隨機(jī)二值序列用于圖像加密, 再將加密圖像與目標(biāo)圖像進(jìn)行線性融合得到最終的圖像。仿真及分析結(jié)果表明, 該算法密鑰空間大, 具有較強(qiáng)的隱藏效果和較好的統(tǒng)計(jì)特性, 較強(qiáng)的抗干擾能力和較高的執(zhí)行效率, 加密效果對密鑰敏感, 是一種安全性高且加密速度快的新算法。