隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,信息安全越來越受到人們的重視。而圖像作為傳輸信息的重要媒介,對其安全性和保密性的研究也吸引了大批學(xué)者。此外,混沌系統(tǒng)具有許多適用于密碼學(xué)的特性,如對初始值的敏感性,偽隨機(jī)性,對參數(shù)的敏感性,這些可以保證當(dāng)混沌系統(tǒng)用于加密時,算法具有充足的密鑰空間,出色的抗暴力破解能力以及良好的統(tǒng)計學(xué)表現(xiàn)。因此,將混沌系統(tǒng)用于圖像加密,無疑是個很好的解決圖像保密性和安全性的方法。而本文就結(jié)合時空混沌系統(tǒng)的一類—耦合映射格子模型,提出了如下三種基于耦合映射格子模型的圖像加密算法,這些算法從不同的方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法在加密效果或者加密效率層面的缺陷。(1)提出了動態(tài)耦合的思想,即以混沌動態(tài)的耦合系數(shù)替代原模型中靜態(tài)的耦合系數(shù)。并將其應(yīng)用于耦合映射格子(Coupled map lattice,CML)模型,通過對其Lyapunov指數(shù),分岔圖,時空行為的分析可以發(fā)現(xiàn)其較傳統(tǒng)CML模型具有更好的混沌動力學(xué)表現(xiàn)。然后結(jié)合此模型,提出一種結(jié)合bit流交叉循環(huán)移位置亂和像素bit矩陣異或擴(kuò)散的圖像加密算法。該算法通過Hash-512對明文提取出秘鑰,以此來提升加密算法對明文的敏感性。(2)將動態(tài)...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 混沌理論及圖像加密相關(guān)介紹
    1.1 混沌理論
        1.1.1 混沌的定義
        1.1.2 混沌系統(tǒng)的特性
    1.2 混沌圖像加密
2 具有動態(tài)耦合系數(shù)的相鄰耦合映射格子模型及其在圖像加密中的應(yīng)用
    2.1 LDCML模型簡介
    2.2 LDCML系統(tǒng)的分析
        2.2.1 LDCML的 Kolmogorov-Sinai熵
        2.2.2 LDCML的分岔圖分析
        2.2.3 不同格子之間的互信息量
        2.2.4 LDCML中每個格子的信息熵
        2.2.5 LDCML系統(tǒng)的時空行為
    2.3 加密過程
    2.4 解密過程
    2.5 加密性能評測
        2.5.1 信息熵分析
        2.5.2 局部信息熵分析
        2.5.3 χ² 測試
        2.5.4 相關(guān)性分析
        2.5.5 抗裁剪攻擊分析
        2.5.6 對密鑰的敏感度
        2.5.7 對明文的敏感度
        2.5.8 密鑰空間分析
        2.5.9 計算復(fù)雜度分析
        2.5.10 與其他算法的比較
    2.6 本章小結(jié)
3 基于非相鄰動態(tài)耦合映射格子模型的快速圖像加密算法
    3.1 LDACLML模型簡介
    3.2 系統(tǒng)混沌特性分析
        3.2.1 kolmogorov-Sinai熵分析
        3.2.2 信息熵分析
        3.2.3 時空行為分析
    3.3 加密過程
    3.4 置亂原理
    3.5 解密過程
    3.6 算法性能分析
        3.6.1 像素分布分析
        3.6.2 NIST測試分析
        3.6.3 明文圖像敏感度分析
        3.6.4 魯棒性分析
    3.7 彩色圖像加密
        3.7.1 彩色圖像加密過程
        3.7.2 彩色圖像的明文敏感性
        3.7.3 彩色圖像的R,G,B分量的相關(guān)性分析
    3.8 本章小結(jié)
4 基于并行計算系統(tǒng)的快速圖像加密算法
    4.1 加密處理
        4.1.1 置亂方法
        4.1.2 TIDBD擴(kuò)散方法
    4.2 解密處理
    4.3 算法表現(xiàn)
        4.3.1 信息熵分析
        4.3.2 抗選擇明文攻擊分析
        4.3.3 魯棒性分析
        4.3.4 密鑰空間分析
    4.4 與本文另外兩種所提出的加密算法的對比
        4.4.1 安全分析
        4.4.2 加密效率
        4.4.3 綜合對比
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3984849