基于混沌理论与小波变换图像加密方法研究

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1、基于混沌理论与小波变换的图像加密方法研究东华大学学位论文原创性声明删本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：苷搬日期：幽i4-年f月lo171基于混沌理论与小波变换的图像加密方法研究东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学

2、校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：—祥坂日期：ao【斗年f月≯口日指导教师签名：彳乳澎协逸日期：洲牛年』月灿日0幕季天学*一nmn”基于混沌理论与小波变换的图像加密方法研究摘要随着信息技术的不断发展，数字图像通信已成为信息通信的常用手段。如何在数字图像通信中确保信息安全传输，成为人们研究的热门

3、课题。图像通信包含的信息量很大，冗余度较高，传统密码学算法不能很好的对图像通信进行加密。混沌系统具有不确定性、伪随机性、不可预测性及对初始条件的敏感性等基本特性，因而能够很好的满足密码学的要求，非常适合作为保密通信的载体对数字图像进行加密处理。本文基于混沌系统与小波变换的基本理论，深入研究了混沌理论在图像加密中的应用，提出了两种图像加密方法，设计了基于混沌加密算法的硬件系统及软件开发流程。本文先对混沌的基本理论及研究背景做了基本介绍，包括混沌的概念、关键技术、主要度量特征等，重点介绍了Baker映射等置乱算法，并在此基础上提出了一种基于

4、混沌二值序列与改进的Baker映射的图像加密算法。相对普通混沌序列，二值序列能进一步扩大密钥空间；改进的Baker映射将图像的尺寸扩展到了一般矩形。对算法进行仿真后结果表明，该算法充分利用了混沌序列置乱与扩散的特点，得到了较好的加密效果。其次，本文研究了小波变换的基本理论，包括小波变换的基本概念及二维离散小波在图像处理中的应用。在此基础上，本文提出一种基于复合混沌序列与小波变换的加密方法，并用Amold映射对图像进行扩散操作，最后对图像进行小波重构，得到加密图像。通过仿真分析得出，该算法能很好的加密数字图像，能抵抗噪声攻击和裁剪攻击，具

5、有很强的抗破译性和较高的运行效率。最后，本文分析归纳了系统的需求和设计思路，设计了基于混沌图像加密方法的硬件系统与软件系统。硬件系统以DSP处理器为核心，由存储模块、图像输入输出模块、液晶模块、电源模块组成，并根据需求选定TMS320DM642作为DSP芯片；软件系统包括了整个系统与对应模块的软件框架，并针对本文提出的两种算法设计了软件开发流程。关键词：混沌理论Baker映射小波变换DSP系统ImageEncryptionMethodResearchBasedonChaosTheoryand肠velettransformationAbs

6、tractWiththecontinuousdevelopmentofinformationtechnology,digitalimagecommunicationhasbecomeacommonmeansofinformationandcommunication．Howtoensuresecuretransmissionofinformationinadigitalimagecommunication，becomeahotresearchtopic．Imagecommunicationcontainslargeamountofinfo

7、rmationbuthighredundancy．Thetraditionalcryptographicalgorithmscannotencrypttheimagecommunicationverywell．Chaoticsystems，、)l，imthebasiccharacteristicsofuncertain，pseudo-randomness，unpredictabilityandsensitivitytoinitialconditions，callwellmeettherequirementsofcryptography,

8、therefore，itisverysuitableasacarderofsecurecommunicationtoeneryptdigitalimage．Basedonthebasictheoryofch