基于位平面上混沌映射的数字图像加密算法

来源 :汕头大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingyuan77
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计算机和网络的飞速发展使得信息的传输越来越方便,但同时也使信息的安全性面临前所未有的挑战。图像作为信息的一种,其安全性也越来越受到人们的关注,随之出现了很多数字图像加密算法,传统的一些加密算法,比如AES和DES,这些算法的优越性不是很明显;近些年来用混沌来加密图像成为一种趋势,这主要是由于混沌的一些固有的特性(如对初值和控制参数的敏感性、伪随机性和遍历性等)正好符合加密的要求。本文的加密算法也是基于混沌系统而设计的。  本文提出了两个基于位平面上混沌系统的图像加密算法,采用置乱-扩散的机制对图像进行加密。在算法一中,先将大小为M×N的8比特灰度图像拉伸为大小M×2N的4比特灰度图像,之后为了提高加密效率,我们采用像素行与像素行、像素列与像素列置的方法对图像进行置乱。然后再利用伯努利移位映射从水平和垂直两个方向对图像进行扩散。在算法二中,我们先将大小为M×N的8比特灰度图像拉伸为大小M×2N的4比特灰度图像,之后再将4比特灰度图像中的小块作为一个单元,分别利用混沌伪随机序列进行置乱。为了达到更好的加密效果,我们对置乱后的图像进行了两轮扩散。最后,我们对加密算法进行了直方图分析,相邻像素相关性分析,信息熵分析,密钥分析等。实验表明该论文所提出的算法能有效地抵抗蛮力攻击,统计攻击,差分攻击等,是有效的图像加密算法。
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