基于混沌与DNA序列的彩色图像加密方案
发布时间：2021-02-14 04:29
如今,数字图像信息在互联网上被广泛传播,容易遭受大量的恶意攻击。因此,图像信息的安全问题变得尤为重要,这推动了图像加密技术的快速发展。本文设计了两种基于混沌系统与DNA序列的彩色图像加密方案,主要工作如下:（1）设计了一种基于DNA序列循环补码操作的彩色图像加密算法。该算法混沌系统的初值可由明文图像的SHA-256哈希值生成,使得该算法能够有效的抵抗选择明文攻击。在置乱阶段,将R.G、B分量合成一个全新的像素矩阵,利用耦合映像格子（CML）产生的混沌序列进行索引置乱,从而增大了每个像素点的置乱空间,降低了分量间的强相关性。在扩散阶段,由混沌序列产生的伪随机数选取DNA编码规则,使加密方案更加复杂化。利用汉明距离更新密钥,并制定四种DNA循环补码操作用于像素扩散,使得三分量间的像素可以相互扩散。仿真结果和性能分析表明,该加密算法可以抵抗各种已知攻击。（2）设计了一种基于混沌系统与DNA序列的彩色图像加密方案。与传统先置乱后扩散的加密模式不同,本加密方案采用了“前向扩散—置乱—后向扩散”的加密模式。在前向扩散中,将R、G、B分量分别与经过DNA编码后的混沌矩阵进行DNA异或操作,使得每个分...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 研究背景和意义
1.2 图像加密的研究现状
1.3 主要工作及内容安排
第2章 图像加密基本理论
2.1 混沌理论
2.1.1 混沌的定义
2.1.2 混沌的基本特征
2.1.3 混沌的判断依据
2.1.4 几种常用的混沌系统
2.2 DNA基本理论
2.2.1 DNA计算理论
2.2.2 DNA编码
2.2.3 DNA互补规则
2.2.4 DNA的代数运算
2.2.5 DNA间的汉明距离
2.3 本章小结
第3章 基于DNA序列循环补码操作的彩色图像加密算法
3.1 混沌系统
3.1.1 伪随机序列发生器
3.1.2 SHA-256简介
3.2 加密算法的描述
3.2.1 密钥流的产生
3.2.2 图像加密过程
3.2.3 解密过程
3.3 实验结果与安全性分析
3.3.1 密钥空间
3.3.2 差分攻击
3.3.3 密钥敏感性
3.3.4 统计攻击
3.3.4.1 相邻像素间的相关性
3.3.4.2 直方图分析
3.3.5 信息熵
3.3.6 鲁棒性
3.3.6.1 裁剪攻击
3.3.6.2 噪声攻击
3.4 小结
第4章 基于混沌系统与DNA序列的彩色图像加密方案
4.1 Lorenz混沌系统
4.2 加密方案的描述
4.2.1 密钥流的产生
4.2.2 加密过程
4.2.3 解密过程
4.3 仿真分析与讨论
4.3.1 密钥空间
4.3.2 差分攻击
4.3.3 统计攻击分析
4.3.3.1 相邻像素间的相关性
4.3.3.2 直方图
4.3.4 密钥敏感性
4.3.5 信息熵
4.3.6 鲁棒性
4.3.6.1 裁剪攻击
4.3.6.2 噪声攻击
4.3.7 加密速度分析
4.4 小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[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)
硕士论文
[1]基于混沌映射和DNA编码的图像加密技术的研究与实现[D]. 江六林.南京邮电大学 2016
[2]基于猫映射和Logistic映射的混沌图像加密算法研究[D]. 李旭.广东工业大学 2013
本文编号：3033115
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 研究背景和意义
1.2 图像加密的研究现状
1.3 主要工作及内容安排
第2章 图像加密基本理论
2.1 混沌理论
2.1.1 混沌的定义
2.1.2 混沌的基本特征
2.1.3 混沌的判断依据
2.1.4 几种常用的混沌系统
2.2 DNA基本理论
2.2.1 DNA计算理论
2.2.2 DNA编码
2.2.3 DNA互补规则
2.2.4 DNA的代数运算
2.2.5 DNA间的汉明距离
2.3 本章小结
第3章 基于DNA序列循环补码操作的彩色图像加密算法
3.1 混沌系统
3.1.1 伪随机序列发生器
3.1.2 SHA-256简介
3.2 加密算法的描述
3.2.1 密钥流的产生
3.2.2 图像加密过程
3.2.3 解密过程
3.3 实验结果与安全性分析
3.3.1 密钥空间
3.3.2 差分攻击
3.3.3 密钥敏感性
3.3.4 统计攻击
3.3.4.1 相邻像素间的相关性
3.3.4.2 直方图分析
3.3.5 信息熵
3.3.6 鲁棒性
3.3.6.1 裁剪攻击
3.3.6.2 噪声攻击
3.4 小结
第4章 基于混沌系统与DNA序列的彩色图像加密方案
4.1 Lorenz混沌系统
4.2 加密方案的描述
4.2.1 密钥流的产生
4.2.2 加密过程
4.2.3 解密过程
4.3 仿真分析与讨论
4.3.1 密钥空间
4.3.2 差分攻击
4.3.3 统计攻击分析
4.3.3.1 相邻像素间的相关性
4.3.3.2 直方图
4.3.4 密钥敏感性
4.3.5 信息熵
4.3.6 鲁棒性
4.3.6.1 裁剪攻击
4.3.6.2 噪声攻击
4.3.7 加密速度分析
4.4 小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[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)
硕士论文
[1]基于混沌映射和DNA编码的图像加密技术的研究与实现[D]. 江六林.南京邮电大学 2016
[2]基于猫映射和Logistic映射的混沌图像加密算法研究[D]. 李旭.广东工业大学 2013
本文编号：3033115
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3033115.html
