基于二维整数动态帐篷映射的图像加密分存方案研究
发布时间：2024-07-07 05:47
随着网络通信技术的发展,各式各样的信息需要在网络上进行传输。图像作为信息的四大载体之一,被广泛应用到各个领域。因此图像信息安全尤为重要。图像加密分存技术是解决图像安全问题的有效方式之一,在该技术中,图像加密是图像分存的后处理步骤,图像分存是对图像进行分散式管理的技术。为了提高图像加密分存技术的安全性及效率,本文首先对帐篷(Tent)映射进行了改进,提出了二维整数动态耦合Tent映射模型。并基于二维Tent模型和Lagrange插值公式设计了彩色图像(K,N)加密分存方案,然后在Spark平台上实现了彩色图像并行加密分存,最后利用LSB(最低有效位)隐写算法实现了图像有意义加密分存。主要研究内容如下:1.针对一维整数动态Tent映射复杂度低、均匀性差的根本性缺陷,将其拓展成为二维整数动态Tent映射,进而设计了二维整数耦合动态Tent映射模型。该模型实现了在时间上迭代,在空间上进行耦合的计算机制,并能够快速并行生成多个二维整数伪随机序列。从互信息、信息熵、整数李雅普诺夫指数、均匀分布特性、差值特性、随机性等方面对该模型进行仿真分析,结果表明该模型具有良好的密码学特性,其生成的伪随机序列服...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 混沌理论
1.1.2 图像分存技术
1.1.3 分布式计算框架
1.2 研究现状
1.2.1 混沌加密算法研究现状
1.2.2 图像分存方案研究现状
1.3 论文主要工作及结构
第二章 二维整数动态耦合Tent映射模型设计
2.1 Tent映射模型
2.2 二维整数动态耦合Tent映射模型
2.3 模型特性分析
2.3.1 初值敏感性分析
2.3.2 互信息和信息熵分析
2.3.3 整数李雅普诺夫指数分析
2.3.4 均匀分布特性分析
2.3.5 差值特性分析
2.3.6 序列相空间结构分析
2.3.7 NIST测试
2.4 图像加密方案设计与分析
2.4.1 密钥空间分析
2.4.2 密钥敏感性分析
2.4.3 加密结果随机性分析
2.5 本章总结
第三章 彩色图像(K,N)加密分存方案
3.1 图像分存方案介绍
3.1.1 基于Lagrange插值公式图像分存方案
3.1.2 基于CRT定理的图像分存方案
3.1.3 基于矩阵乘法的图像分存方案
3.1.4 方案选取分析
3.2 图像分存方案具体步骤及结果分析
3.2.1 图像分存方案具体步骤
3.2.2 分存实验结果
3.3 彩色图像(K,N)加密分存方案设计
3.4 彩色图像加密分存方案实现与分析
3.4.1 实验结果
3.4.2 直方图分析
3.4.3 相邻像素相关性分析
3.4.4 信息熵分析
3.4.5 相邻像素灰度差混乱度分析
3.4.6 对ID敏感性分析
3.4.7 不动点比分析
3.5 本章总结
第四章 基于Spark平台的并行加密分存方案
4.1 Spark框架简介
4.1.1 Spark工作原理
4.1.2 弹性分布式数据集(RDD)
4.2 基于Spark平台的并行加密分存方案设计
4.2.1 并行加密分存方案设计
4.2.2 Spark并行程序
4.3 实验结果及效率分析
4.3.1 实验结果
4.3.2 加密分存效率分析
4.4 方案安全性分析
4.4.1 直方图分析
4.4.2 信息熵分析
4.4.3 相邻像素灰度差混乱度分析
4.4.4 二维相关性分析
4.5 本章总结
第五章 基于猫映射及LSB有意义图像加密分存
5.1 猫映射及LSB图像隐藏算法简介
5.1.1 猫映射
5.1.2 LSB图像隐藏算法
5.2 彩色图像有意义加密分存方案设计
5.2.1 基于猫映射及LSB置乱隐藏方案
5.2.2 明文图像重构过程
5.3 实验结果及性能分析
5.3.1 实验结果
5.3.2 UACI测试
5.3.3 直方图分析
5.3.4 结构相似性指标(SSIM)
5.3.5 PSNR测试
5.4 本章总结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的论文
作者及导师简介
附件
本文编号：4003245
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 混沌理论
1.1.2 图像分存技术
1.1.3 分布式计算框架
1.2 研究现状
1.2.1 混沌加密算法研究现状
1.2.2 图像分存方案研究现状
1.3 论文主要工作及结构
第二章 二维整数动态耦合Tent映射模型设计
2.1 Tent映射模型
2.2 二维整数动态耦合Tent映射模型
2.3 模型特性分析
2.3.1 初值敏感性分析
2.3.2 互信息和信息熵分析
2.3.3 整数李雅普诺夫指数分析
2.3.4 均匀分布特性分析
2.3.5 差值特性分析
2.3.6 序列相空间结构分析
2.3.7 NIST测试
2.4 图像加密方案设计与分析
2.4.1 密钥空间分析
2.4.2 密钥敏感性分析
2.4.3 加密结果随机性分析
2.5 本章总结
第三章 彩色图像(K,N)加密分存方案
3.1 图像分存方案介绍
3.1.1 基于Lagrange插值公式图像分存方案
3.1.2 基于CRT定理的图像分存方案
3.1.3 基于矩阵乘法的图像分存方案
3.1.4 方案选取分析
3.2 图像分存方案具体步骤及结果分析
3.2.1 图像分存方案具体步骤
3.2.2 分存实验结果
3.3 彩色图像(K,N)加密分存方案设计
3.4 彩色图像加密分存方案实现与分析
3.4.1 实验结果
3.4.2 直方图分析
3.4.3 相邻像素相关性分析
3.4.4 信息熵分析
3.4.5 相邻像素灰度差混乱度分析
3.4.6 对ID敏感性分析
3.4.7 不动点比分析
3.5 本章总结
第四章 基于Spark平台的并行加密分存方案
4.1 Spark框架简介
4.1.1 Spark工作原理
4.1.2 弹性分布式数据集(RDD)
4.2 基于Spark平台的并行加密分存方案设计
4.2.1 并行加密分存方案设计
4.2.2 Spark并行程序
4.3 实验结果及效率分析
4.3.1 实验结果
4.3.2 加密分存效率分析
4.4 方案安全性分析
4.4.1 直方图分析
4.4.2 信息熵分析
4.4.3 相邻像素灰度差混乱度分析
4.4.4 二维相关性分析
4.5 本章总结
第五章 基于猫映射及LSB有意义图像加密分存
5.1 猫映射及LSB图像隐藏算法简介
5.1.1 猫映射
5.1.2 LSB图像隐藏算法
5.2 彩色图像有意义加密分存方案设计
5.2.1 基于猫映射及LSB置乱隐藏方案
5.2.2 明文图像重构过程
5.3 实验结果及性能分析
5.3.1 实验结果
5.3.2 UACI测试
5.3.3 直方图分析
5.3.4 结构相似性指标(SSIM)
5.3.5 PSNR测试
5.4 本章总结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的论文
作者及导师简介
附件
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