基于加权离散帝国竞争算法的密文优化系统研究-论文.pdf

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1、第l4卷第10期2014年4月科学技术与工程Vo1．14No．10Apr．20141671～1815(2014)10—0070—08ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．基于加权离散帝国竞争算法的密文优化系统研究冀全朋(重庆文理学院软件工程学院，重庆402160)摘要为了使图像加密系统具备优化功能；且能有效地解决离散问题，并可优化所有迭代结果，保证密文在每次迭代加密算法过程中都能有效地抵抗各种攻击，提出了一个加权离散帝国竞争算法和分段加密机制；构造了

2、“初始加密一密文优化”的密文优化新结构。根据分段加密机制对图像进行分段加密；然后将密文作为加权离散帝国竞争算法的初始种群，通过该竞争算法对密文进行优化，选择出具有最大信息熵和最低相关系数的密文作为最终输出密文。仿真数据显示：该加密优化系统高度安全；且与其他加密系统相比，处理后的密文，其熵值最大，相关系数最低；且密钥空间巨大，可有效抗击各类攻击。关键词加权离散帝国竞争算法密文优化分段加密机制相关系数信息熵中图法分类号TP309．41；文献标志码A随着因特网和计算机技术的快速发展，网络交沌CAT映射对图像加密进行了研

3、究，设计了具有实流已经成为当代人们生活不可缺少的一种方式，给时安全匀称加密机制，采用三维混沌CAT映射置乱人们生活带来了很大的便利¨；但是由于免费开明文图像与加密图像之间的关系，仿真结果表明该放的网络环境，对信息的安全传输带来了极大的挑算法具有较好的加密性能，显著增大了密钥空问，增战，特别是图像，因图像所涉及到信息非常多，包括强了加密系统的抗攻击性能。尽管该算法具有很高国防机密、商业机密等，对诸如图像和视频等多媒体的安全性，但是其计算复杂度高，导致了耗时严重现数据的保护已经越来越重要。加密技术作为一种有象。Jin

4、等人设计了一个初等元胞自动机，根据元效的方式，能够有效防止数字图像在传输过程遭到胞自动机和状态转移规则对图像加密进行加密。但各种攻击，如数据加密标准DES、IDEA算法以及是该方法无法保证密文在每次迭代加密算法过程中RSA算法。但是由于这些经典的加密算法没有都能有效地抵抗各种攻击的难题；且不具备密文优考虑到图像具有大数据容量、较高的冗余度等特点，化功能。AbdullahAH等人引入基因算法，提出因此将其应用于图像加密会存在较大的不足。对了基于进化算法的加密算法，并对该算法进行了仿此，诸多学者进行广泛研究。Zhan

5、gG等人提出真，结果显示该算法具有更高的安全性，但该算法的了一种基于混沌映射的快速图像加密算法，并引入计算复杂度很高，难实现，且易陷入局部最优，无法了“置乱一扩散”结构，首先利用Tent映射产生的密处理离散问题。钥流和一个与明文图像大小相同的P盒子置乱图对此，本文将单点交叉操作和权重理论嵌入到像，以改变像素位置，然后用混沌时空同时对图像进当前的帝国竞争算法，设计了加权离散帝国竞争算行扩散处理，并对该算法进行了实验验证，结果显示法，首次将加权离散帝国竞争算法用于图像加密领该算法具有较高的安全性。虽然该方法具有计算效

6、域；并设计了分段加密机制。加权离散帝国竞争算率高等优点，在一定程度上能够保护图像免受外来法因引入了单点交叉操作，可有效处理离散问题；嵌攻击，但由于该算法是使用了1D混沌映射，算法的人权重理论，能够优化所有迭代结果，保证密文在每安全性存在较大的不足。为了克服上述不足，学者次迭代加密算法过程中都能有效地抵抗各种攻击；采用高维混沌映射。如G．Chen等人_5利用三维混根据分段加密机制扩散像素，进一步增强了加密系统的可靠性。并用仿真技术测试该加密系统。2013年11月5日收到重庆文理学院校级科研项目1Bernoullis

7、hift混沌映射(Y2012RJ54)、重庆文理学院校级科研项目(Y2O13R139)资助作者简介：冀全朋(1978一)男，硕士，重庆文理学院助理实验师，研由于混沌映射的固有属性，使其初值中一个位究方向：计算机图形技术、互联网技术。E-mail：QuanpengJi1973@发生变化，会导致演变方程所产生序列的质变，继而163．tom。得到截然不同的密文。本文采用Bernouilishift映10期冀全朋：基于加权离散帝国竞争算法的密文优化系统研究71射对图像进行初始加密。其模型如式(1)。越低，则帝国的力量越大

8、。n③每个帝国根据其掌握的力量来接管其他殖民1一A／1、地；也就是力量越大的帝国，则其拥有更多的殖民一(1一A)地。为了按照配比进行划分殖民地。殖民地数量计A算公式如下：式(1)中，代表方程当前状态值；A为控制参数；Cn=Cn一max{Ci}lI2⋯且当A∈[0．1]时，模型式(1)维持混沌状态。因l轰，，I(45)此，其混沌行为如图1所示。Ⅳ．C．=round{p．Nc