【摘要】：當(dāng)前基于混沌系統(tǒng)的圖像加密算法的設(shè)計(jì)主要是從密鑰系統(tǒng)和加密算法兩個(gè)方面著手。其中密鑰系統(tǒng)的選擇通常來(lái)自常規(guī)混沌系統(tǒng)、改進(jìn)的混沌系統(tǒng)、構(gòu)造的超混沌系統(tǒng)三類(lèi),而加密算法中的混淆和擴(kuò)散方法大多類(lèi)似。隨著研究的深入,這些算法也逐漸暴露出所存在的安全問(wèn)題。本論文在對(duì)混沌序列的特性和加密算法的結(jié)構(gòu)研究之后,針對(duì)當(dāng)前算法中所存在的一些安全問(wèn)題,提出幾種新的混沌序列構(gòu)造方法,并將其與改進(jìn)的圖像加密算法結(jié)合應(yīng)用于圖像加密中。論文的主要研究工作包括以下三個(gè)方面:(1)提出基于摻入量子密鑰的混沌序列的圖像加密算法(算法1)該算法首先對(duì)一維Logistic混沌系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)以提升密鑰序列的性能,并且使得混沌系統(tǒng)能夠隨明文圖像生成系統(tǒng)參數(shù)與初值。隨后采用非線性算法將量子密鑰序列摻入混沌序列中產(chǎn)生混合密鑰序列。算法從一組混合密鑰序列中隨機(jī)選取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值和參數(shù),產(chǎn)生圖像像素置換矩陣,通過(guò)坐標(biāo)索引完成像素混淆;再采用兩組不同的密鑰序列,使得明文像素經(jīng)過(guò)兩輪擴(kuò)散成為密文。(2)提出基于動(dòng)態(tài)自反饋混沌系統(tǒng)的圖像加密算法(算法2)該算法構(gòu)造了一種動(dòng)態(tài)自反饋混沌系統(tǒng),它由一維Logistic混沌、chebyshev混沌和自定義m(x)運(yùn)算級(jí)聯(lián)而成。算法對(duì)動(dòng)態(tài)自反饋混沌系統(tǒng)的密鑰序列進(jìn)行了均勻化處理,并通過(guò)序列分布圖、期望和方差給予了均勻性的證明。算法的密鑰通過(guò)明文圖像自身的特性關(guān)聯(lián)生成。在加密過(guò)程中,仍然采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混淆圖像的方法,但在初次混淆的基礎(chǔ)之上增加了二輪的比特位混淆運(yùn)算,最后再采用兩輪像素級(jí)的擴(kuò)散運(yùn)算增強(qiáng)抵抗選擇明文攻擊的能力。(3)提出基于引入非線性項(xiàng)的Henon混沌系統(tǒng)的圖像加密算法(算法3)該算法采用二維Henon混沌系統(tǒng)作為密鑰生成源,避免一維混沌系統(tǒng)容易被破解和高維混沌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高、效率低的問(wèn)題。算法將系統(tǒng)中的線性項(xiàng)y(n)改為非線性項(xiàng)ey(n)形成新的混沌系統(tǒng),以提升密鑰系統(tǒng)的安全。算法首先選擇性能更好X序列作為密鑰源,而后通過(guò)一組混沌序列排序構(gòu)造像素替換表完成像素的全局混淆;再充分利用非線性運(yùn)算對(duì)像素相關(guān)關(guān)系的破壞能力,將混淆矩陣擴(kuò)大8倍,通過(guò)第二組混沌序列排序構(gòu)造所有像素比特位級(jí)的替換表完成比特重組步驟;最后通過(guò)第三組混沌序列,并引入密鑰參數(shù)C0和m完成單個(gè)像素值的擴(kuò)散運(yùn)算。最后對(duì)全文的研究工作進(jìn)行總結(jié),并指出下一步的研究方向。圖[44]表[23]參[83]。
【圖文】：

圖１２密鑰敏感性測(cè)試（算法１）逡逑Ｆｉｇ邋１２邋Ｋｅｙ邋ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ邋ｔｅｓｔ邋（Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ邋１）逡逑從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，三組實(shí)驗(yàn)中，，即使一個(gè)密鑰改變很小的部分，得到的逡逑

圖１７剪切攻擊測(cè)試（算法１）逡逑Ｆｉｇ邋１７邋Ｓｈｅａｒ邋ａｔｔａｃｋ邋ｔｅｓｔ邋（Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ邋１）逡逑從解密效果可以看出，即使加密圖像遭到了剪切攻擊，丟?
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP309.7;TP391.41;O415.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2674667