近年來,隨著科技的飛速發(fā)展,計算機的應用變得日益廣泛,多媒體信息的安全問題也顯得更加突出。數字圖像作為人們獲取信息的重要載體,大量在網絡中傳輸、存儲,如何保證這些圖像信息的安全變得極其重要。但由于數字圖像具有數據量大、相關性強、冗余性高等特點,傳統(tǒng)加密算法已不太適合圖像信息的加密,因此,設計更加安全的圖像加密算法成為密碼學領域的重要研究課題。由于混沌系統(tǒng)具有對初始值的敏感性、不可預測性、偽隨機性等特點,與密碼學的特性非常吻合,因此混沌加密技術在圖像加密領域得到廣泛應用。本文主要研究了基于混沌理論的圖像加密算法設計與實現。首先闡述了混沌圖像加密算法的研究背景,研究了國內外的發(fā)展現狀。其次介紹了混沌理論和密碼學的基礎理論。然后針對數字圖像的特點與有限精度效應,設計了兩種圖像加密算法。算法一是基于二維(2D)雙混沌系統(tǒng)的圖像加密方法,該方法采用2D Logistic映射與基于修正Marotto定理的混沌映射分別產生兩組混沌實數序列,序列優(yōu)化后進行異或運算得到第三組加密序列,分別與彩色圖像RGB分量擴散操作。該方法不僅具有較大的密鑰空間,并能有效抵抗統(tǒng)計攻擊、噪聲攻擊。算法二是基于混沌與位平面...

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 混沌加密的國內外研究現狀
    1.3 本文主要內容及安排
        1.3.1 論文主要研究內容
        1.3.2 論文安排
第2章 混沌理論與密碼學基礎知識
    2.1 混沌理論
        2.1.1 混沌的定義
        2.1.2 混沌的基本特征
        2.1.3 混沌的判定準則
        2.1.4 典型混沌系統(tǒng)
    2.2 密碼學
        2.2.1 基本概念
        2.2.2 體系結構
        2.2.3 密碼分析和算法安全
    2.3 混沌密碼學
        2.3.1 混沌與密碼學的關系
        2.3.2 問題與缺陷
    2.4 本章小結
第3章 基于二維雙混沌的圖像加密方法
    3.1 選擇的混沌系統(tǒng)
        3.1.1 二維Logistic混沌映射
        3.1.2 基于修正Marotto定理的離散混沌系統(tǒng)
    3.2 加密方案的設計
        3.2.1 基于2D Logistic映射加密
        3.2.2 基于修正Marotto定理的離散混沌映射加密
        3.2.3 加密算法流程圖
    3.3 實驗仿真結果
    3.4 性能分析
        3.4.1 密鑰空間分析
        3.4.2 敏感性分析
        3.4.3 直方圖統(tǒng)計分析
        3.4.4 相關性分析
        3.4.5 信息熵分析
    3.5 本章小結
第4章 基于混沌與位平面的圖像加密算法
    4.1 混沌系統(tǒng)和位平面分解
        4.1.1 混沌系統(tǒng)
        4.1.2 位平面分解
    4.2 加密方案設計
        4.2.1 圖像加密算法設計
        4.2.2 加密流程
    4.3 實驗仿真結果
    4.4 性能分析
        4.4.1 密鑰空間分析
        4.4.2 敏感性分析
        4.4.3 直方圖統(tǒng)計分析
        4.4.4 相關性分析
        4.4.5 信息熵分析
        4.4.6 差分攻擊分析
    4.5 兩種算法對比
    4.6 本章小結
第5章 圖像加密算法的實現
    5.1 算法實現工具環(huán)境
    5.2 圖像加密算法實現界面設計
    5.3 圖像加密算法具體實現步驟
        5.3.1 基本功能
        5.3.2 圖像加解密的實現
        5.3.3 安全性分析實現
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 未來展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3833964