隨著網絡通信技術和數字醫(yī)學技術的快速發(fā)展,遠程醫(yī)療步入人們的生活,其解決了足不出戶便可尋診就醫(yī)的問題,受到人們的高度關注。然而,醫(yī)學圖像常常涉及患者隱私以及敏感信息,在公共網絡傳輸存儲中,存在被竊取、交易和篡改等不安全的問題。所以,保護醫(yī)學圖像信息安全就顯得尤為重要。此外,大尺寸、大批量的醫(yī)學圖像傳輸降低傳輸效率。因此,如何確保醫(yī)學圖像信息安全和高效率的傳輸,已經成為眾多學者研究的課題,而圖像加密是一種保護圖像信息安全的有效技術,設計出安全高效的圖像加密算法,用于醫(yī)學圖像信息的保護,具有非常高的研究價值及意義。醫(yī)學圖像具有強相鄰像素相關性、高冗余度和大數據量等特點,傳統(tǒng)的加密方法,如數據加密標準(DES)、高級加密標準(AES)等是針對文本信息設計,不適合對醫(yī)學圖像加密。混沌理論的發(fā)展為醫(yī)學圖像加密提供了啟示,混沌是一種非線性系統(tǒng),具有復雜的偽隨機性。基于憶阻混沌系統(tǒng)具有對初始值和控制參數高度敏感的特性,其產生的序列隨機性高,不可預測。同時,采用憶阻混沌系統(tǒng)設計的密碼系統(tǒng)易于實現,圖像加密速度優(yōu)于傳統(tǒng)加密方法,非常適合于對大數據量的醫(yī)學圖像加密。根據明文圖像與得到密文圖像尺寸關系,圖像...

【文章頁數】：118 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 混沌圖像加密技術研究現狀
        1.2.1 混沌圖像完全加密技術
        1.2.2 混沌圖像壓縮加密技術
    1.3 本文研究的主要內容
    1.4 論文結構及章節(jié)安排
    1.5 本章小結
2 混沌圖像加密的基礎知識
    2.1 密碼學知識
        2.1.1 密碼學基礎知識
        2.1.2 密碼分析學基礎知識
    2.2 混沌理論的基本概念
        2.2.1 混沌的定義
        2.2.2 混沌的基本特征
    2.3 混沌圖像加密算法步驟介紹
    2.4 壓縮感知的基礎知識
    2.5 圖像加密效果的評價指標
    2.6 本章小結
3 基于拉丁方陣置亂和雙向擴散的醫(yī)學圖像加密算法
    3.1 4D憶阻混沌系統(tǒng)
    3.2 提出的圖像加密算法
        3.2.1 憶阻混沌系統(tǒng)初始值的產生
        3.2.2 基于明文信息和拉丁方陣的圖像置亂方法
        3.2.3 雙向擴散方法
        3.2.4 加密算法
        3.2.5 解密算法
        3.2.6 討論
    3.3 仿真結果
    3.4 安全性分析
        3.4.1 密鑰空間分析
        3.4.2 密鑰敏感性分析
        3.4.3 直方圖分析
        3.4.4 相鄰像素的相關性分析
        3.4.5 信息熵分析
        3.4.6 抗已知明文和選擇明文攻擊分析
        3.4.7 魯棒性分析
        3.4.8 時間效率分析
        3.4.9 與其它文獻對比分析
    3.5 本章小結
4 基于3D正交拉丁方的醫(yī)學圖像加密算法
    4.1 預備知識
        4.1.1 4D憶阻混沌系統(tǒng)
        4.1.2 3D正交拉丁方
    4.2 提出的圖像加密和解密算法
        4.2.1 加密算法
        4.2.2 解密算法
    4.3 仿真結果
        4.3.1 不同明文圖像的加密和解密結果
        4.3.2 采用預處理-3D正交拉丁方置亂方法的有效性
    4.4 安全性分析
        4.4.1 密鑰空間分析
        4.4.2 密鑰敏感性分析
        4.4.3 直方圖分析
        4.4.4 相鄰像素的相關性分析
        4.4.5 差分攻擊分析
        4.4.6 信息熵分析
        4.4.7 魯棒性分析
        4.4.8 時間復雜度分析
    4.5 本章小結
5 基于生命游戲置亂和壓縮感知的醫(yī)學圖像加密算法
    5.1 預備知識
        5.1.1 基于雙曲函數的憶阻混沌系統(tǒng)
        5.1.2 生命游戲規(guī)則
        5.1.3 測量矩陣的產生
    5.2 提出的圖像加密算法
        5.2.1 混沌系統(tǒng)初始值的產生
        5.2.2 高度依賴明文信息的生命游戲置亂方法(GSMHDP)
        5.2.3 加密算法
        5.2.4 解密算法
    5.3 仿真結果
        5.3.1 不同圖像加密和解密結果
        5.3.2 確定迭代次數n
        5.3.3 壓縮性能
    5.4 安全性分析
        5.4.1 密鑰空間分析
        5.4.2 密鑰敏感性分析
        5.4.3 直方圖分析
        5.4.4 相鄰像素的相關性分析
        5.4.5 差分攻擊分析
        5.4.6 信息熵分析
        5.4.7 魯棒性分析
        5.4.8 時間效率和復雜度分析
        5.4.9 與其它文獻對比分析
    5.5 本章小結
6 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的科研成果



本文編號：3865998