混沌及其在图像加密中的应用研究
图像加密技术常见的方式是对数字图像进行位置置乱和灰度变换，隐藏图像中包含的有用信息，为数字图像提供基于内容的保护技术，实现对图像信息的隐藏保护。近些年来，人们根据图像的特点已经提出很多的图像加密算法，但是算法的安全性和效率有待进一步的提高。
混沌作为一种非线性动力系统，产生的混沌信号具有类噪声，宽带连续频谱性质，具有高度的伪随机特性，然而它本身又具有确定性，并且它对初始条件具有高度的敏感性，所以它天生就具有密码学的特性。如果将用混沌系统产生的混沌序列应用于图像加密技术中，可大大提高加密算法的安全性，将会获得很好的加密效果。
本文研究的是基于混沌的图像加密技术，主要包括混沌序列的产生和混沌加密算法。文章首先对图像加密技术和混沌基本知识做了一些简单的阐述，并讨论了几种常见的混沌映射，给出了一种改进的混沌序列——基于CNN和混沌交错映射的伪随机序列，并对所产生的混沌序列的伪随机性能进行了计算和仿真，结果表明所给出的混沌序列具有优良的特性。
其次，给出了一种基于交叉混沌序列的图像加密算法，它能很好地解决图像处理中的效率和安全性这一对矛盾，是一种实用的图像加密算法。
最后，文章给出了一种基于混沌的对称图像加密算法，并分析了此算法在医学图像中的应用。在此算法中，位置置乱时采用了Cat Map混沌映射；在S—box的设计中，使用了Chen混沌系统。实验表明，这种加密算法具有更好的安全性能，为医学图像信息的网络传输提供了一种很好的安全保障。
论文最后对研究工作进行了总结，并对今后的研究方向进行了展望。
图像加密;伪随机序列;混沌理论;数字图像
湖南师范大学
硕士
物理电子学
王玲
2009
中文
TP391.41
61
2009-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）