基于控制字的混沌圖像加密技術(shù)研究.pdf

1、混沌現(xiàn)象是出現(xiàn)在非線性動力學系統(tǒng)中的一種確定性的、類似隨機的過程，其過程的不規(guī)則性、對初始狀態(tài)的敏感性以及對值域良好的遍歷性使得它非常符合現(xiàn)代密碼學中所要求的混淆原則和擴散原則。研究混沌密碼技術(shù)的理論和設(shè)計方法，可以為密碼學的研究提供新的思路和發(fā)展方向。 論文首先研究了混沌理論與密碼學之間的聯(lián)系，總結(jié)了設(shè)計混沌密碼的一般思路，然后深入探討了計算機有限精度造成混沌動態(tài)特性退化的原因和本質(zhì)，并分析了現(xiàn)有的解決混沌加密有限精度問題的方

2、法，指出了使用混沌隨機擾動模型的方法中所存在的擾動量安全性不足的缺點。在此基礎(chǔ)上，首先對混沌擾動模型提出了改進方法，設(shè)計了控制字的判斷機制，增強了擾動量提取過程的隨機性和時變性，并利用Hash函數(shù)的單向性對擾動量進行散列計算以提高其安全強度；同時，在控制字的作用下，將混沌序列的隨機特性融入到Hash函數(shù)中，充分發(fā)揮了Hash函數(shù)具有抗強碰撞性的優(yōu)點，減弱了各輪加密所得擾動量之間的相關(guān)性。隨后分析了控制字作用下生成的混沌加密序列的隨機性能

3、，對序列的相關(guān)性、游程性、平衡性等指標進行了測試，結(jié)果表明此序列具有良好的隨機性。其次，結(jié)合蟲口模型Logistic混沌映射和約瑟夫遍歷，對明文圖像進行了重排序，充分利用混沌序列良好的隨機性對明文的像素位置進行擴散，從而降低相鄰像素的相關(guān)性。在此結(jié)果上，利用前面所設(shè)計的基于控制字的加密方法對圖像像素值進行混淆，進而提高圖像的信息熵。最后對加密結(jié)果的信息熵、不動點比和相鄰灰度差置亂度進行了評價，結(jié)果表明該加密方法能夠充分置亂明文圖像的內(nèi)在