混沌映射在图像加密中的研究与应用

发布时间：2021-05-19 22:51

　　随着科技的高速发展以及大数据、5G等新兴技术的应用,当今社会正在发生着日新月异的变化。2019年5G的商用,标志我国正式步入5G时代。在5G时代,人们越来越依赖于网络通信,享受着5G所带来的前所未有的便利,但与此同时,由于各种信息基本都是在开放信道中传输,因此可能存在非法行为对明文信息造成安全威胁,如:非法截取、信息篡改等。图像作为当今社会信息传输的一种主要载体,其在社会各个领域的应用非常广泛,因此它的安全问题非常值得关注,在诸多的保护手段中,图像加密就是其中一种最基本的方法。由于图像具有高冗余、强相关性等特点,使得已有的传统加密算法对其不再适用。随着混沌映射的发现,人们发现它具有初始值敏感、伪随机等特性,这使它非常符合图像的加密要求。因此,混沌图像加密逐渐成为图像加密领域的一个重点研究方向。随着混沌图像加密的不断发展,已经有不少的算法被学者们相继提出,但或多或少都存在一些不足之处。因此,如何改进已有算法或者提出更加优秀的算法就成为了当务之急。本文在相关研究成果的基础上,提出了两种图像加密算法,并对其进行了MATLAB仿真以及相关安全性分析。一种是基于混沌系统的双图像交叉混合加密算法。... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文主要工作及章节安排
        1.3.1 本文主要工作
        1.3.2 本文章节安排
第2章 图像加密相关基础理论
    2.1 密码学相关知识
        2.1.1 密码学基本概念
        2.1.2 密码学的基本分类
        2.1.3 密码学基本分析
    2.2 混沌理论相关知识
        2.2.1 混沌系统的发展与定义
        2.2.2 混沌运动的基本特点
        2.2.3 混沌系统的判别方法
        2.2.4 几种常见的混沌映射
    2.3 DNA密码相关理论
        2.3.1 DNA密码学
        2.3.2 DNA编码
        2.3.3 DNA计算
    2.4 混沌图像加密相关理论
        2.4.1 混沌图像加密的基本思想
        2.4.2 图像加密安全性分析
    2.5 本章小结
第3章 基于混沌系统的双图像交叉混合加密算法
    3.1 算法基础
        3.1.1 四维Lorenz混沌映射
        3.1.2 安全散列算法
    3.2 加密算法方案设计与实现
        3.2.1 明文图像Hash值的交叉混合
        3.2.2 生成四维Lorenz混沌映射的初始值
        3.2.3 加密步骤设计
    3.3 仿真结果与分析
        3.3.1 密钥空间分析
        3.3.2 直方图分析
        3.3.3 相关性分析
        3.3.4 信息熵分析
        3.3.5 差分攻击分析
    3.4 本章小结
第4章 混沌映射和动态DNA序列在图像加密中的应用
    4.1 混沌映射
        4.1.1 一维Logistic混沌映射
        4.1.2 Chen混沌映射
    4.2 DNA编码计算
        4.2.1 DNA图像编码
        4.2.2 DNA逻辑运算
    4.3 散列函数
    4.4 数字图像位平面置乱
    4.5 加密算法设计与实现
        4.5.1 密钥的生成
        4.5.2 加密算法具体设计与实现
    4.6 仿真结果与分析
        4.6.1 密钥空间分析
        4.6.2 直方图分析
        4.6.3 相关性分析
        4.6.4 信息熵分析
        4.6.5 差分攻击分析
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数字水印的图像加密技术[J]. 徐草草,杨启明,尹福成.  计算机与数字工程. 2019(09)
[2]基于多混沌映射的水文遥测图像处理技术[J]. 嵇海祥,胡春杰,牛智星,阮聪,陈翠.  电子设计工程. 2019(18)
[3]一种基于五维超混沌系统的数字图像加密算法[J]. 庄志本,刘静漪,李军,邱达,陈世强.  湖北民族学院学报(自然科学版). 2019(02)
[4]密码学现状、应用及发展趋势[J]. 王保仓,贾文娟,陈艳格.  无线电通信技术. 2019(01)
[5]基于复合混沌的数字图像加密算法[J]. 缑新科,吴贻峰.  计算机与数字工程. 2018(12)
[6]新的三维混沌动力系统及数字图像加密方法[J]. 孙广明,黄金杰,张宇.  哈尔滨理工大学学报. 2018(06)
[7]结合四维超混沌系统和位分解的图像加密算法研究[J]. 程东升,谭旭,许志良,陈宝文,张运生.  电子科技大学学报. 2018(06)
[8]基于DNA编码和超混沌系统的图像加密算法[J]. 张勋才,刘奕杉,崔光照.  计算机应用研究. 2019(04)
[9]基于混沌映射和二次剩余密码的彩色图像加密方法[J]. 韩栋,王春华,肖敏.  计算机应用研究. 2018(09)
[10]基于3D混沌映射和细胞自动机的图像加密方案[J]. 李敬医,陈炬桦.  计算机科学. 2015(07)

硕士论文
[1]基于混沌的医疗图像加密算法研究[D]. 禹峰.北京邮电大学 2019
[2]基于混沌系统的图像密码系统设计[D]. 李雪倩.江西财经大学 2019
[3]基于混沌和DNA编码的图像加密方案研究[D]. 侯玉涛.大连理工大学 2018
[4]基于混沌系统的图像加密算法研究[D]. 李秋慧.深圳大学 2018
[5]混沌图像加密算法研究与实现[D]. 安守楠.中北大学 2018
[6]基于混沌理论的数字图像加密算法研究[D]. 程浪浪.安徽大学 2018
[7]基于混沌理论与DNA编码的图像加密算法研究[D]. 胡裴龙.安徽大学 2018
[8]基于Chen超混沌的图像加密研究[D]. 胡倩颖.南昌大学 2017
[9]基于混沌系统的图像加密算法研究[D]. 王可.安徽大学 2017
[10]基于魔方变换和DNA编码相结合的图像加密方案研究[D]. 杨丽博.安徽大学 2017



本文编号：3196578