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基于数字图像信息隐藏和混合混沌序列的加密算法研究

作　者: 于军
导　师: 孙丽莎
学　校: 汕头大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 信息隐藏混沌密码学改进的序列交叉变换多初值二维混沌映射载体图像
分类号: TN918.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 83次
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内容摘要

密码学的历史源远流长,它从产生到现在,主要是经历了3个大发展时期。第一时期:手工时期,主要是通过人工对字符进行加密。第二时期:机器时代、电子时代时期,工业革命后,电子密码机的产生,使加密手段更加优秀、复杂,同时也使加密效率远远提高。但是在这个时期密码学的理论没有多大改变,加密的主要手段还是替代和换位。第三时期:现代密码学时期,现在计算机的出现使得很多高度复杂的运算成为了可能,这样加密手段得到更蓬勃的发展。现在世界各国对密码学进行了高度深入的研究,已经发展到了现代密码学时期了。密码学结合了物理学、量子力学、电子学、语言学等各方面学科,出现了“混沌加密”、“语言加密”等先进理论,在信息安全方面起着非常重要的作用。本论文首先介绍了混沌理论的发展、混沌理论的基础知识和相关理论;讨论了一维logistic-map混沌序列及其存在的不足,在此基础上,给出一种多初值的二维混沌序列方法,大大提高了混沌系统的复杂性和周期性。研究了一些基本的图像置乱算法,针对它们的不足,本论文引出改进的交叉置乱方法,该方法置乱速度快、置乱效果好,而且该方法避免了交叉置乱方法置乱循环还原。本文采用混合混沌系统加密载体图像,来掩盖载体图像的分布特征,并得到密匙图像,但是保留混沌动力学行为。同样明文经过混合混沌系统加密后的一级密文同样保留混沌动力学特性,这样密文的保密性不是很高。针对这个不足,本论文提出来用混合混沌加密载体图像得到的密匙图像来隐藏一级密文,这样改变了一级密文的混沌动力学行为,从而使其保密性能得到大大的提高。实验结果表明:本文设计的方案初始值敏感性、密文直方图分布均匀、密文相邻像素点之间的相关性、密钥空间空间大、加密强度大。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-18
  1.1 引言  7-8
  1.2 密码学概述  8-14
    1.2.1 概念  8-10
    1.2.2 密码分类  10-13
    1.2.3 密码分析和算法安全  13-14
  1.3 混沌加密技术的研究  14-17
  1.4 论文的框架及主要工作  17
  1.5 论文的主要工作  17-18
第二章混沌理论及其性质  18-27
  2.1 混沌理论  18-19
    2.1.1 Li-Yorker的混沌定义  18
    2.1.2 Devaney的混沌定义  18-19
  2.2 混沌运动特征  19-20
  2.3 混沌研究判断和准则  20-22
  2.4 几种典型的混沌系统  22-25
  2.5 混沌密码学  25-26
  2.6 本章小结  26-27
第三章一种新的置乱算法设计和实现  27-37
  3.1 数字图像的置乱  28
  3.2 一种序列交叉置乱加密方法  28-32
    3.2.1 序列交叉变换原理及其缺点  28-30
    3.2.2 图像置乱算法的实现  30-31
    3.2.3 改进的序列交叉变换  31-32
  3.3 仿真结果  32-35
  3.4 置乱性能分析  35-36
    3.4.1 置乱移动平均距离  35
    3.4.2 不动点  35-36
    3.4.3 自然序  36
  3.5 本章小结  36-37
第四章基于图像信息隐藏与混合混沌加密设计  37-51
  4.1 数字图像加密方法  37-38
  4.2 多初始值的二维混合混沌序列加密系统  38-41
    4.2.1 多初始值的二维混沌系统设计  38-39
    4.2.2 混合混沌序列  39
    4.2.3 多初始值的二维混合混沌序列加密系统性能分析  39-41
  4.3 图像信息隐藏与混合混沌序列加密系统设计  41-43
  4.4 仿真结果  43-44
  4.5 数字图像加密系统安全性能评价标准  44-48
  4.6 系统性能分析  48-49
  4.7 本章小结  49-51
第五章总结和展望  51-53
  5.1 总结  51
  5.2 展望  51-53
参考文献  53-57
攻读学位期间发表的论文  57-58
致谢  58-59
个人简介  59

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