基于简单结构的四维超混沌系统的彩色图像加密研究

发布时间：2022-01-14 10:00

　　随着科技水平的提高,信息的传递方式日益快捷和多样化。彩色图像作为信息的重要载体,对信息的传递起到重要作用。然而,信息泄漏和破解时有发生,因此,图像加密就成为信息安全存储和传输的关键环节。混沌系统因其对初始条件高敏感性、伪随机性强等特点,符合加密系统的要求,在数字图像加密中得到了广泛应用,相关研究也迅速发展起来。本文首先构造了一个简单结构的四维（4D）超混沌系统,对其进行动力学特性分析。基于此系统提出两种彩色图像加密方案。主要工作如下:1.根据4D超混沌系统的结构,在Bao系统的基础上引入一个状态变量并调整方程的结构,构造一个新颖具有简单结构的4D超混沌系统。通过计算机仿真获得其相轨迹图、李雅普诺夫指数图、分岔图和时域图等,对其进行动力学分析。理论分析和仿真结果表明,该4D超混沌系统具有更为简单的结构和更加复杂的非线性动力学特性,适合用于图像加密。2.基于以上简单结构的4D超混沌系统和相向扩散提出一种新的彩色图像加密方案。利用超混沌系统为加密过程产生所需的密码序列。该加密算法对彩色图像的三个分量（RGB）单独加密,采用和明文相关的密钥解决了密钥和明文无关的问题,增强了算法抵抗选择明文攻击... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Logistic映射的分岔图

兰州大学硕士学位论文基于简单结构的四维超混沌系统的彩色图像加密研究153．二维离散迭代映射典型的二维离散混沌系统是Hénon映射[76]，它是一个二维双参数迭代映射，方程如下：2111nnnnnxaxyybx(3-4)其中，a和b是实数，Hénon映射对初始参数非常敏感。当a1.4,b0.3时，Hénon映射的混沌吸引子如图3.2所示。图3.2Hénon映射吸引子3.1.2高维混沌系统1．三维混沌系统（1）Lorenz系统Lorenz系统[77]是由美国科学家Lorenz提出的，对后续混沌系统起到非常重要的作用，其方程为:xa(yx)ybxxzyzxycz（3-5）其中，a、b、c是实参数，当参数a10,b28,c8/3时，系统处于混沌状态，Lorenz混沌吸引子如图3.3所示。图3.3Lorenz混沌吸引子

兰州大学硕士学位论文基于简单结构的四维超混沌系统的彩色图像加密研究153．二维离散迭代映射典型的二维离散混沌系统是Hénon映射[76]，它是一个二维双参数迭代映射，方程如下：2111nnnnnxaxyybx(3-4)其中，a和b是实数，Hénon映射对初始参数非常敏感。当a1.4,b0.3时，Hénon映射的混沌吸引子如图3.2所示。图3.2Hénon映射吸引子3.1.2高维混沌系统1．三维混沌系统（1）Lorenz系统Lorenz系统[77]是由美国科学家Lorenz提出的，对后续混沌系统起到非常重要的作用，其方程为:xa(yx)ybxxzyzxycz（3-5）其中，a、b、c是实参数，当参数a10,b28,c8/3时，系统处于混沌状态，Lorenz混沌吸引子如图3.3所示。图3.3Lorenz混沌吸引子

【参考文献】：
期刊论文
[1]网络对人的全面发展的影响[J]. 王刚,黄怡明.  佳木斯大学社会科学学报. 2019(06)
[2]大数据时代的信息安全策略研究[J]. 冷晓彦.  情报科学. 2019(12)
[3]大数据背景下网络信息安全问题与对策[J]. 刘媛,曹冲.  电子技术与软件工程. 2019(23)
[4]基于超混沌系统的彩色图像加密新算法[J]. 柴秀丽,李伟,史春晓,赵鑫.  传感器与微系统. 2013(08)
[5]超混沌Lorenz系统[J]. 王兴元,王明军.  物理学报. 2007(09)



本文编号：3588303