【摘要】：當前基于混沌系統(tǒng)的圖像加密算法的設(shè)計主要是從密鑰系統(tǒng)和加密算法兩個方面著手。其中密鑰系統(tǒng)的選擇通常來自常規(guī)混沌系統(tǒng)、改進的混沌系統(tǒng)、構(gòu)造的超混沌系統(tǒng)三類,而加密算法中的混淆和擴散方法大多類似。隨著研究的深入,這些算法也逐漸暴露出所存在的安全問題。本論文在對混沌序列的特性和加密算法的結(jié)構(gòu)研究之后,針對當前算法中所存在的一些安全問題,提出幾種新的混沌序列構(gòu)造方法,并將其與改進的圖像加密算法結(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)該算法首先對一維Logistic混沌系統(tǒng)進行改進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,通過坐標索引完成像素混淆;再采用兩組不同的密鑰序列,使得明文像素經(jīng)過兩輪擴散成為密文。(2)提出基于動態(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)運算級聯(lián)而成。算法對動態(tài)自反饋混沌系統(tǒng)的密鑰序列進行了均勻化處理,并通過序列分布圖、期望和方差給予了均勻性的證明。算法的密鑰通過明文圖像自身的特性關(guān)聯(lián)生成。在加密過程中,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算,最后再采用兩輪像素級的擴散運算增強抵抗選擇明文攻擊的能力。(3)提出基于引入非線性項的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)實現(xiàn)復雜度高、效率低的問題。算法將系統(tǒng)中的線性項y(n)改為非線性項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算對像素相關(guān)關(guān)系的破壞能力,將混淆矩陣擴大8倍,通過第二組混沌序列排序構(gòu)造所有像素比特位級的替換表完成比特重組步驟;最后通過第三組混沌序列,并引入密鑰參數(shù)C0和m完成單個像素值的擴散運算。最后對全文的研究工作進行總結(jié),并指出下一步的研究方向。圖[44]表[23]參[83]。
【圖文】：

圖１２密鑰敏感性測試（算法１）逡逑Ｆｉｇ邋１２邋Ｋｅｙ邋ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ邋ｔｅｓｔ邋（Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ邋１）逡逑從實驗結(jié)果可以看出，三組實驗中，，即使一個密鑰改變很小的部分，得到的逡逑

圖１７剪切攻擊測試（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?
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP309.7;TP391.41;O415.5

【參考文獻】

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本文編號：2674667