如今,數(shù)字圖像信息在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛傳播,容易遭受大量的惡意攻擊。因此,圖像信息的安全問題變得尤為重要,這推動了圖像加密技術(shù)的快速發(fā)展。本文設(shè)計了兩種基于混沌系統(tǒng)與DNA序列的彩色圖像加密方案,主要工作如下:（1）設(shè)計了一種基于DNA序列循環(huán)補碼操作的彩色圖像加密算法。該算法混沌系統(tǒng)的初值可由明文圖像的SHA-256哈希值生成,使得該算法能夠有效的抵抗選擇明文攻擊。在置亂階段,將R.G、B分量合成一個全新的像素矩陣,利用耦合映像格子（CML）產(chǎn)生的混沌序列進行索引置亂,從而增大了每個像素點的置亂空間,降低了分量間的強相關(guān)性。在擴散階段,由混沌序列產(chǎn)生的偽隨機數(shù)選取DNA編碼規(guī)則,使加密方案更加復(fù)雜化。利用漢明距離更新密鑰,并制定四種DNA循環(huán)補碼操作用于像素擴散,使得三分量間的像素可以相互擴散。仿真結(jié)果和性能分析表明,該加密算法可以抵抗各種已知攻擊。（2）設(shè)計了一種基于混沌系統(tǒng)與DNA序列的彩色圖像加密方案。與傳統(tǒng)先置亂后擴散的加密模式不同,本加密方案采用了“前向擴散—置亂—后向擴散”的加密模式。在前向擴散中,將R、G、B分量分別與經(jīng)過DNA編碼后的混沌矩陣進行DNA異或操作,使得每個分... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 圖像加密的研究現(xiàn)狀
    1.3 主要工作及內(nèi)容安排
第2章 圖像加密基本理論
    2.1 混沌理論
        2.1.1 混沌的定義
        2.1.2 混沌的基本特征
        2.1.3 混沌的判斷依據(jù)
        2.1.4 幾種常用的混沌系統(tǒng)
    2.2 DNA基本理論
        2.2.1 DNA計算理論
        2.2.2 DNA編碼
        2.2.3 DNA互補規(guī)則
        2.2.4 DNA的代數(shù)運算
        2.2.5 DNA間的漢明距離
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于DNA序列循環(huán)補碼操作的彩色圖像加密算法
    3.1 混沌系統(tǒng)
        3.1.1 偽隨機序列發(fā)生器
        3.1.2 SHA-256簡介
    3.2 加密算法的描述
        3.2.1 密鑰流的產(chǎn)生
        3.2.2 圖像加密過程
        3.2.3 解密過程
    3.3 實驗結(jié)果與安全性分析
        3.3.1 密鑰空間
        3.3.2 差分攻擊
        3.3.3 密鑰敏感性
        3.3.4 統(tǒng)計攻擊
            3.3.4.1 相鄰像素間的相關(guān)性
            3.3.4.2 直方圖分析
        3.3.5 信息熵
        3.3.6 魯棒性
            3.3.6.1 裁剪攻擊
            3.3.6.2 噪聲攻擊
    3.4 小結(jié)
第4章 基于混沌系統(tǒng)與DNA序列的彩色圖像加密方案
    4.1 Lorenz混沌系統(tǒng)
    4.2 加密方案的描述
        4.2.1 密鑰流的產(chǎn)生
        4.2.2 加密過程
        4.2.3 解密過程
    4.3 仿真分析與討論
        4.3.1 密鑰空間
        4.3.2 差分攻擊
        4.3.3 統(tǒng)計攻擊分析
            4.3.3.1 相鄰像素間的相關(guān)性
            4.3.3.2 直方圖
        4.3.4 密鑰敏感性
        4.3.5 信息熵
        4.3.6 魯棒性
            4.3.6.1 裁剪攻擊
            4.3.6.2 噪聲攻擊
        4.3.7 加密速度分析
    4.4 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]A chaos-based image encryption algorithm using alternate structure[J]. ZHANG YiWei1, WANG YuMin2 & SHEN XuBang1 1 Xi’an Microelectronics Technology Institute, Xi’an 710054, China; 2 National Key Lab of Integrated Service Networks, Xidian University, Xi’an 710071, China.  Science in China（Series F:Information Sciences）. 2007(03)

碩士論文
[1]基于混沌映射和DNA編碼的圖像加密技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 江六林.南京郵電大學(xué) 2016
[2]基于貓映射和Logistic映射的混沌圖像加密算法研究[D]. 李旭.廣東工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3033115