目的:隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,圖像信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸越來越廣泛,且數(shù)字圖像具有視覺表達的直觀性、承載的數(shù)據(jù)量大等特性,傳統(tǒng)的加密方法很難滿足加密的要求,因此,基于混沌映射和Bit位的數(shù)字圖像加密算法研究已成為熱點。方法:為了打破彩色圖像R、G、B三通道的強相關(guān)性,提出了一種基于五維混沌與Bit位擾亂的彩色圖像加密算法。該算法構(gòu)造了一個新的五維混沌系統(tǒng),該混沌系統(tǒng)能夠在多方向上產(chǎn)生多渦卷混沌吸引子,并且渦卷混沌吸引子數(shù)能隨著時間的演化而增加,并將五條混沌序列用于彩色圖像加密。在加密過程中,為了很好的打破三個通道之間的強相關(guān)性,將明文圖像的R、G、B三個通道合并成一個矩陣;針對具有更加復(fù)雜的動力學(xué)特性及擴散方式,提出了一種基于新的五維多環(huán)多翼超混沌系統(tǒng)的數(shù)字圖像加密方法。首先,將明文矩陣和五條混沌序列分別通過矩形矩陣的正交分解法分解成一個正交矩陣和一個上三角矩陣,將混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的五條混沌序列分別通過LU分解法分解成一個上三角矩陣和一個下三角矩陣,分別將兩個上三角矩陣和一個下三角矩陣相加,得到五個離散后的混沌序列;其次,將明文圖像矩陣分解出來的正交矩陣與五個混沌序列分解出來的五個正交矩陣相乘,... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 圖像加密的研究背景及意義
    1.2 基于混沌理論的數(shù)字圖像加密算法研究現(xiàn)狀
    1.3 常見的混沌系統(tǒng)
        1.3.1 Logistic混沌映射
        1.3.2 Henon混沌系統(tǒng)
        1.3.3 Lorenz混沌系統(tǒng)
        1.3.4 Chen混沌系統(tǒng)
        1.3.5 Rossler混沌系統(tǒng)
        1.3.6 四維Rossler超混沌系統(tǒng)
    1.4 文中的主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 基礎(chǔ)知識
    2.1 混沌理論
        2.1.1 混沌的定義及特性
        2.1.2 具有多渦卷混沌吸引子系統(tǒng)的構(gòu)造方法
        2.1.3 超混沌的構(gòu)造方法及判斷依據(jù)
    2.2 矩陣的一些基本性質(zhì)及運算規(guī)律
    2.3 矩形矩陣的正交分解與高斯消去法分解
    2.4 圖像加密的主要評價指標(biāo)
        2.4.1 密匙空間分析
        2.4.2 直方圖分析
        2.4.3 信息熵分析
        2.4.4 不動點比分析
        2.4.5 灰度平均變化值分析
        2.4.6 密鑰敏感性分析
        2.4.7 相鄰像素相關(guān)性分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于五維混沌與Bit位的彩色圖像加密算法
    3.1 新的五維混沌系統(tǒng)
        3.1.1 時間序列圖
        3.1.2 五維混沌相圖
        3.1.3 吸引子數(shù)隨著時間的演化分析
    3.2 算法描述
        3.2.1 加密算法描述
        3.2.2 解密算法描述
    3.3 實驗結(jié)果
    3.4 安全性分析
        3.4.1 密匙空間分析
        3.4.2 直方圖分析
        3.4.3 信息熵分析
        3.4.4 不動點比和灰度平均變化值分析
        3.4.5 相鄰像素相關(guān)性分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于新的五維多環(huán)多翼超混沌系統(tǒng)的圖像加密算法
    4.1 新的五維多環(huán)多翼超混沌系統(tǒng)
        4.1.1 李氏指數(shù)譜分析
        4.1.2 平衡點分析
        4.1.3 分岔圖分析
        4.1.4 時間序列圖
        4.1.5 五維多環(huán)多翼混沌相圖
    4.2 算法描述
        4.2.1 加密算法描述
        4.2.2 解密算法描述
    4.3 實驗結(jié)果
    4.4 安全性分析
        4.4.1 密匙空間分析
        4.4.2 直方圖分析
        4.4.3 信息熵分析
        4.4.4 不動點比和灰度平均變化值分析
        4.4.5 密鑰敏感性分析
        4.4.6 相鄰像素相關(guān)性分析
        4.4.7 抗剪切能力分析
        4.4.8 抗噪聲能力分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果、參加學(xué)術(shù)會議及獲獎
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]新Chua多渦卷混沌吸引子的產(chǎn)生及應(yīng)用[J]. 賈美美,蔣浩剛,李文靜.  物理學(xué)報. 2019(13)
[2]基于飽和非線性模塊的多渦卷混沌電路[J]. 肖文潤,李志軍,向林波.  微電子學(xué). 2017(06)
[3]立體網(wǎng)格多渦卷混沌系統(tǒng)及其電路實現(xiàn)[J]. 馬英杰,李亞,謝絨娜.  北京郵電大學(xué)學(xué)報. 2017(02)
[4]一種基于多渦卷混沌系統(tǒng)的切換調(diào)制保密通信[J]. 黃沄,趙衛(wèi)峰,張鵬.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(07)
[5]基于超混沌系統(tǒng)的位級自適應(yīng)彩色圖像加密新算法[J]. 柴秀麗,甘志華.  計算機科學(xué). 2016(04)
[6]混沌密碼及其在多媒體保密通信中應(yīng)用的進展[J]. 禹思敏,呂金虎,李澄清.  電子與信息學(xué)報. 2016(03)
[7]基于像素置亂和比特替換的混沌圖像加密算法[J]. 謝國波,王添.  微電子學(xué)與計算機. 2016(03)
[8]改進的騎士巡游和位運算數(shù)字圖像加密算法[J]. 陳善學(xué),楊亞娟,尹修玄.  小型微型計算機系統(tǒng). 2015(07)
[9]基于多個混沌系統(tǒng)和位運算的圖像加密算法[J]. 浩明.  實驗室研究與探索. 2015(03)
[10]一種新型的四維多翼超混沌吸引子及其在圖像加密中的研究[J]. 彭再平,王春華,林愿,駱小文.  物理學(xué)報. 2014(24)

博士論文
[1]混沌偽隨機序列算法及圖像加密技術(shù)研究[D]. 劉楊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于混沌系統(tǒng)的數(shù)字圖像加密算法研究[D]. 劉靜漪.湖北民族大學(xué) 2019
[2]基于混沌算法的數(shù)字圖像加解密系統(tǒng)及Matlab仿真[D]. 龐澤峰.昆明理工大學(xué) 2017



本文編號：3685172