基于混沌动力系统的数字图像加密方法

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1、!"#$%&’()*+,*’’(,*+-*./$$0,1-&,"*2计算机工程与应用!""#!$%"&%#..基于混沌动力系统的数字图像加密方法!!""王朋飞!冯桂!!""567893:&-;3’!<=788>’!*安徽工业大学计算机学院!安徽马鞍山"0#..""*国立华侨大学信息学院!福建泉州#2"."!!*?*@%%4%;A%BC>)3D?*’3:*3!6:@>’E:’F3D(’)G%;H3*@:%4%&G!IJJ:(@J:!6+@>’"0#.."!A@’:J"*?*@%%4%;K:;%DB

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5、:&&,BJ&33:*DGC)’%:&*@J%(-(%D)’:&BJC&*’C@3D-’BJ&3*%BCD3((’%:摘要!提出一种新的基于混沌有序化映射的数字图像加密方法!把混沌矩阵映射成有序矩阵同时得到混沌有序化映射"给出了加密算法的置乱模块和替代模块"设计了空间域和频率域加密算法!频率域加密密文图像能根据传输率要求随时进行相应压缩比的有损压缩#并能解密得到较低失真率的解密图像!实验结果表明所提图像加密方法安全$高效!关键词!图像处理"图像加密"混沌有序化映射"密文图像压缩文章编号!!.."

6、-W##!""..X(&%-""..-"%文献标识码!6中图分类号!H9#.!!!!!解决数字图像信息安全问题的主要手段有图像加密技术!"+!,!!""!-!"()!(和数字水印技术$前者主要用于图像信息保密!后者主要用于其中!./!!0称为分岔系数!!""".!!(称为状态$当./!"/解密后图像版权保护和信息认证!二者互为补充$数字图像固!!#12!!!0时!$%&’()’*映射工作于混沌状态!当!)0时!其概有的特点决定了图像加密与普通文件加密有所不同’!($图像加率分布密度密主要有置乱方

7、法和替代方法!置乱方法对图像像素’"(%灰度比$!&./!/!&’#(&特或频率域系数的位置重新排列&替代方法对图像像素灰度%""!(,%!#!"!-!(""(&&灰度比特或频率域系数值进行替代$本文基于混沌动力系统设&’.34(3计了图像加密算法的置乱模块和替代模块&给出了空间域和频目前已有不少二维混沌矩阵可供加密使用!很容易通过计率域加密算法!频率域加密密文图像能根据传输率要求随时进算机将一维混沌序列推广成混沌矩阵应用于图像加密!如行有损压缩!并能解密得到较低失真率的解密图像$实验结果耦合’

8、0(方法等$和分析表明所提图像加密方法安全%高效$"混沌有序化映射与置乱模块!混沌动力系统设混沌有序化映射为#’!(!$%!!是混沌矩阵!!$%是对混沌序列具有非周期性%连续宽带频谱%类似噪声的特性!!$%有序化运算后的结果$#定义为!3!""(!即’按下标矩阵使它具有天然的隐蔽性!对初始条件和微小扰动的高度敏感性"$%$设!是大小为$&%的混沌矩阵!产生下读取!得到!使混沌序列适用于保密通信$$%&’()’*映射是非常简单但得到标矩阵’的步骤如下’广泛应用的动力系统!它的一种定义形式如下’步骤