基于混沌系统和压缩感知的双图像加密算法

发布时间：2021-10-05 02:46

　　图像数据安全一直都是网络信息安全领域面临的主要问题,物理设备计算能力的飞速提升,使得传统图像密码学方案的破解成为可能。混沌系统具有确定性、类随机性和初值敏感性等特征,能够应用于图像加密领域。压缩感知技术可以同时实现输入信号的压缩和加密,适用于多图像加密过程。本文提出了两种基于混沌和压缩感知的双图像加密算法,并对这两种算法进行仿真实验。具体的研究内容如下:提出了基于Henon混沌和压缩感知的双图像加密算法。该算法首先利用离散小波基对两幅明文图像进行稀疏表示,随后采用Henon混沌系统控制产生的观测矩阵对图像分别进行投影测量。经过压缩后的测量值在竖直方向隔行拼接为一幅组合图像。紧接着引入随机相位编码技术对组合图像完成像素扩散,最后利用约瑟夫斯置换对扩散后的图像进行像素置乱。解密步骤包括像素恢复、随机相位逆编码、SL₀算法重构和小波逆变换。仿真结果和安全性分析验证了该双图像加密算法的有效性和鲁棒性。设计了基于Logistic映射和解析稀疏表示的双图像加密算法。该算法通过2-DLogistic映射产生的混沌序列对稀疏字典进行改造,得到图像的解析稀疏表示。利用混沌系统产生的... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

加密框架一示意图

第 2 章 图像加密基础二理论与压缩感知技术的关联性，将混沌嵌 所示。基于此框架的图像加密算法大多采用值控制混沌序列的产生，进而控制观测矩需要传递较少的密钥信息，就可以利用正的消耗量。不过这类算法依然面临安全考原始图像和对应的加密图像，利用已知明，从而破解该算法。这就要求在加密过程应用上的不便。同时随机序列构造的观测8]，这也是算法推向实用化时需要重点关注

从而破解该算法。这就要求在加密过程中频繁成了许多应用上的不便。同时随机序列构造的观测矩阵是性条件[68]，这也是算法推向实用化时需要重点关注的一个问图 2.2 加密框架二示意图密框架三框架三可以看作是框架一和框架二的有机结合，其示意图如用来控制压缩感知，并且构造了一个加密过程。在此框架过压缩感知进行投影测量，其中观测矩阵的形成受混沌映沌参与的置乱方式对加密测量值进行处理。既克服了框架的缺点，同时保障了系统面对框架二中已知明文攻击时的的加密操作可能会破坏压缩感知加密图像抵抗噪声的鲁棒法的复杂度。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于压缩感知与混沌系统的比特级图像加密方法[J]. 王厚林,李智.  软件导刊. 2017(04)
[2]A joint image encryption and watermarking algorithm based on compressive sensing and chaotic map[J]. 肖迪,蔡洪坤,郑洪英.  Chinese Physics B. 2015(06)
[3]一种多混沌快速图像加密算法的设计与分析[J]. 王帅,孙伟,郭一楠,杨海群,姜树明.  计算机应用研究. 2015(02)
[4]一种基于Logistic混沌序列的图像置乱算法的安全分析[J]. 肖迪,赵秋乐.  计算机应用. 2010(07)
[5]基于四维混沌系统生成二值序列的方法及其加密应用[J]. 程东升,叶瑞松.  计算机应用. 2008(03)
[6]一种混沌密钥流产生方法[J]. 胡汉平,刘双红,王祖喜,吴晓刚.  计算机学报. 2004(03)

硕士论文
[1]基于超混沌系统和DCT的图像压缩—加密算法[D]. 潘书敏.南昌大学 2017



本文编号：3418845