基于高维广义猫映射的图像加密算法.pdf

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1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2012)Vo1．28No．2193文章编号：1006-4710(2012)02-0193-05基于高维广义猫映射的图像加密算法’鲍芳，李军，李旭(广东工业大学自动化学院，广东广州510006)摘要：提出了一种四维广义猫映射，并构造了一种基于该映射的图像加密算法。将三维广义猫映射扩展至四维广义猫映射，通过将图像的像素坐标和灰度值作为广义猫映射的初始值，映射参数和迭代次数作为密钥实现图像加密。与常见的低维混沌猫映射

2、加密算法相比，该算法具有更大的密钥空间及更高的加密速度，可作为加密系统的一个子模块用于常规网络或中高速无线传感器网络图像、数据块和视频的加密传输。关键词：图像加密；混沌；猫映射中图分类号：TN914．2文献标志码：AImageEncryptionAlgorithmBasedonHighDimensionalChaoticCatMapsBAOFang，LIJun，LIXu(CollegeofAutomation，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou51000

3、6，China)Abstract：A4Ddimensionalextensivecatmapandanovelfastimageencryptionalgorithmbasedonthemapareproposedinthispaper．The3Dextensivecatmapisextendedtoa4Dextensivecatmap．Thepixelcoordinatesandthegreyvaluesofimagescanbeusedastheinitialconditionsofthe4Dex

4、tensivecatmap，andthemappingparametersandthenumberofiterationcanbeusedasthesecretkeystoa—chieveimageencryption．Incomparisonwiththeusuallowdimensionchaoticcatmapencryptionalgo—rithm，thisalgorithmisofhighersecurityandfasterencryptionspeed．Itcanbeusedasasub

5、—modelintheencryptionsystem，whichcanbeservedforencryptiontransmissionsofimages，datablocksandvisualimagesinconventionalnetworksaswellaswirelesssensornetworkswiththemediumorhighspeed．Keywords：imageencryption；chaos；catmap信息获取能力和信息安全保障能力是二十一世扫描改进为随机方式，在扩散过程

6、引入Logistic函数纪一个国家综合国力的重要组成部分，密码技术在进行异或使得扩散过程更具有混沌敏感性。但这些解决网络信息安全中发挥着重要的基础性作用。传方法是以增加计算量为代价，降低了图像加密算法统的对称和非对称密码对于语音、图像以及视频等的实时性。根据混沌动力学理论，高维广义猫映射大数据量和高冗余性的多媒体信息来说并不太合混沌系统较二维或三维等低维猫映射具有更大的适。为解决多媒体信息的加密问题，近年来人们尝Lyapunov指数及更多的控制参数个数J，这使得基试利用混沌的拓扑传递性来快速地进行图像

7、像素坐于高维广义猫映射的图像加密算法具有更大的密钥标的置乱及像素值的扩散变换。典型的混沌映射如空间，并且只需较少的加密轮数即可获得均匀分布Bakermap、Catmap、Linemap等，利用图像的几何特的密文，进而可获得更高的加密速度和增加破解难征，对图像进行拉伸和折叠，密钥的微小变化经变换度，在目前可查阅的参考文献中尚未见类似的报道。后扩散到密图中，由于映射的置换与扩散算法组合非常多，使密钥分析较为困难引。针对单一混沌1从二维猫映射比较密码变换与混沌映射映射的加密系统容易被破解的特点，有混沌加密系

8、的关系统复合使用多组低维映射以提高算法安全性引。例如文献[4]将三维广义猫映射加密算法中的像素猫映射(Catmap)最早是由Arnold引入的，收稿日期：2011-12-03基金项目：国家自然科学基金资助项目(U0935002)；广东省自然科学基金资助项目(9151009001000030)。作者简介：鲍芳(1967-)，女，湖北钟祥人，副教授，博士，研究方向为网络化测控技术。E．marl：fainabao@126．corn。194西安理工大学学报(20