基于m序列变换和混沌映射的图像加密算法

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基于DNA乱序编码和混沌映射的图像加密算法

基于DNA乱序编码和混沌映射的图像加密算法周小安;李耀清【摘要】This paper introduces a new image encryption algorithm based on DNA out⁃of⁃order encoding and chaotic mapping. First, generate four random matrices by using two separate Logistic maps in a certain way. Second, obtain a DNA matrix by out⁃of⁃order encoding the original image under one of the random matrix,and produce a new random DNA sequence matrix by using DNA standard code for another random matrix. Then perform the DNA sequence addition operation to add these DNA matrix. Finally, perform the scrambling to the result of the added matrix by using the rest of the two⁃dimensional random matrix instead of DNA sequence complement operation. Experimental results and security analysis show that the encryption algorithm have good encryption schemes that can resist the plaintext attacks.%为有效抵抗选择明文攻击，已知明文攻击等密码攻击行为，改善加密结构，解决DNA编码透明等加密问题，提出了DNA乱序编码、基于多个一维Logistic混沌映射的按位抽取算法以及一种二维混沌置乱方法。

基于混沌的图像加密算法研究

基于混沌的图像加密算法研究图像加密算法是信息安全领域中的重要研究方向之一，它通过对图像进行加密和解密操作，实现保护图像隐私和安全传输等目的。

本文将重点探讨基于混沌的图像加密算法的研究，分析其原理、优势和应用场景。

首先，我们来了解一下混沌理论。

混沌理论是一种非线性动力学系统的研究分支，其在计算机科学和密码学领域有着广泛的应用。

混沌系统具有随机性、不可预测性和灵敏性等特点，这使得混沌可作为图像加密算法的基础。

基于混沌的图像加密算法主要包括两个部分，即混沌映射和置乱操作。

混沌映射是将图像像素映射到一个混沌的迭代序列上，而置乱操作则通过对混沌序列进行重新排列实现对图像的置乱加密。

下面我们将详细介绍这两个部分。

首先是混沌映射。

混沌映射通常选取经典的混沌系统，如Logistic映射和Henon映射等作为基础。

这些映射具有高度的不可预测性和混沌性质，适用于图像加密。

在加密过程中，首先将图像像素值归一化到[0,1]的范围内，然后通过混沌映射将像素值映射到一个混沌序列上。

通过迭代映射操作，可以得到一个与原图像无关的混沌序列。

这个序列将作为后续置乱操作的密钥，确保了加密的随机性和安全性。

接下来是置乱操作。

在加密过程中，通过对混沌序列进行重新排列，实现对图像像素的混乱置乱。

最常用的方法是基于Arnold置乱算法和Baker映射置乱算法。

Arnold置乱算法是一种二维置乱算法，通过对图像像素的行列位置进行迭代映射操作，实现像素位置的混乱。

而Baker映射置乱算法则是通过对图像像素进行乘积操作，实现图像像素值的混乱。

这两种置乱算法具有较高的随机性和不可逆性，能够有效地保障图像的安全性。

基于混沌的图像加密算法具有以下优势：第一，混沌映射和置乱操作具有高度的随机性和不可线性特征，使得加密过程中产生的密钥和置乱后的图像难以被破解和恢复。

这大大增强了图像的安全性。

第二，基于混沌的图像加密算法具有较好的抗攻击性。

混沌系统的不可预测性和随机性能够防止统计分析和密码分析等攻击手段。

基于混沌映射数字图像加密算法分析

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算法语言
线性的混沌映射，定义为：
信息与电脑 China Computer&Communication
2016 年第 8 期
x / p F ( p, x ) = ( x − p ) / (1/ 2 − p ) F ( p,1 − x)
三个式子需要满足的 x 取值范围依次为：
2016 年第 8 期
信息与电脑 China Computer&Communication
算法语言
基于混沌映射数字图像加密算法分析
党小娟甘霖朱家云
（陕西服装工程学院信息工程学院，陕西咸阳 712046）
摘要：随着互联网的普遍应用，数字图像的传播越来越频繁，自然传播过程的安全性是相关人士探究的重要课题。而确保图像传输安全性措施较多，图像加密算法就是其中之一。笔者提出了基于混沌映射的加密算法，通过 4 个分段线性的混沌映射形成了伪随机序列，用该序列与标准幻方进行变换进行数字图像加密，这种加密算法对确保数字图像安全具有良好性能。关键词：混沌映射；数字图像；加密算法中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2016）08-095-02
p(k = ) {c(k ) ⊕ φ (k ) ⊕ c(k − 1) + G − 2* φ (k )}mod G 。
在密码系统中，首要问题就是安全性。本文选择一个 512*512 像素灰度图像为例进行实验，假设混沌映射的两个初始值为 x00=0.436567349535648、 x10=0.736967849535347。通过实验就能够正确进行加密（解密）文件，同时经过加密后图像的灰度图中分布更为均匀。

基于混沌算法的图像加密技术研究

基于混沌算法的图像加密技术研究图像加密技术是一种将数字图像转化为不可读的密文，以保护图像的安全性和隐私性的方法。

在信息传输和存储过程中，图像加密技术起到了至关重要的作用。

随着计算机技术的不断发展，混沌算法作为一种新型的加密技术，逐渐引起了研究者们的兴趣。

本文将以基于混沌算法的图像加密技术为研究主题，系统地介绍混沌算法在图像加密中的应用和研究成果。

首先，我们来了解一下混沌算法。

混沌是一种表现出无序、不可预测性和敏感性依赖于初始条件的动态行为的系统。

混沌算法通过利用这种系统的特性，将图像中的像素值进行随机重排或者替代，以实现对图像的加密。

在基于混沌算法的图像加密技术中，最常见的方法是混沌映射法。

混沌映射法通过选择适当的混沌映射函数，将图像中的像素值和密钥进行混淆，从而实现图像的加密。

常用的混沌映射函数有Logistic映射、Tent映射、Henon映射等。

这些映射函数具有迭代快速、初始值敏感等特点，能够有效地对图像进行加密。

在具体的图像加密过程中，混沌算法通常与其他加密算法结合使用。

最常见的是混合加密算法，即将混沌算法和传统的对称加密算法（如AES算法）结合使用。

首先，将图像进行分块处理，然后使用混沌算法生成随机数序列作为密钥，并将密钥和图像的像素值进行异或操作。

接下来，采用对称加密算法对密钥进行加密，进一步提高了图像的安全性。

在解密过程中，按照相反的步骤进行操作，即先使用对称加密算法解密密钥，再将密钥和密文进行异或操作，最后利用混沌算法恢复原始图像。

除了混淆像素值和密钥之外，基于混沌算法的图像加密技术还可以采用其他手段对图像进行加密。

例如，可以通过对图像进行像素位移、差分扩散、像素替代等操作，进一步增加图像的复杂性和随机性，提高加密强度。

此外，还可以引入模糊化技术和水印技术，使得加密后的图像满足一定的鲁棒性要求，以增强图像的安全性和可用性。

基于混沌算法的图像加密技术具有许多优点。

首先，混沌算法具有天然的随机性和不可预测性，能够充分满足图像加密的安全性要求。

基于混沌序列的图像加密技术

基于混沌序列的图像加密技术在加密系统中，伪噪声序列（即PN序列）得到了广泛的应用，最常用的PN序列是最大长度线性码序列，又称为m序列，是由线性反馈移位器产生的，其特点是具有周期性和伪随机性。

不过m序列也存在一些缺点，如相关数呈现周期性，其相关函数特别在部分相关时，有较大的尖峰。

具有良好的相关特性的m 序列的数量较少。

混沌序列客服了上述缺点，它的优势在于：形式简单，对初始条件敏感性，具有白噪声的统计性等特性，可以应用于包括数字通信和多媒体数据安全等众多应用领域的噪声调制，因而能很好地应用于数字图像加密。

利用Logistic序列，把混沌序列加密和图像置换结合起来，提出一种新的基于混沌序列的图像加密技术。

一、一个一维离散时间非线性动力系统的定义和特点定义：xk+1=f(xk)设V是紧度量空间，连续映射f:V→V，如果满足以下条件：1、对初值的敏感依赖；2、拓扑传递性；3、f的周期点在V中稠密，则称f是在V上的混沌映射。

Logistic映射是一类非常简单却被广泛研究的动力系统,它的定义如下：=∫01∫01ρ(x,y)(x - x )( τl(y))–y )dxdy=0Logistic序列的以上特性表明其特点如下：1、形式简单：只要混沌映射的参数和初始条件就可以方便地产生，复制混沌序列。

2、对初始条件非常敏感，不同的初始值，即使相当接近，迭代出来的轨迹都不相同；3、同时，混沌动力系统具有确具有白噪声的统计特性，可以用于需要白噪声调制的众多场合。

二：混沌序列的产生(1) 实数值序列，即{xk:k=0,1,2,"}。

这是混沌映射的轨迹所形成的序列。

(2) 二值序列。

可以通过定义一个函数Γ(x)，它由上述的实数值混沌序列得到，具体计算如下⎧0−1≤x<0Γ(x)=⎨⎩10≤x≤11则Tn−为,δ1Tn−(qs(x−Ns)+(yMOD,δ产生混沌序列的常用方法有以下几种[3,4]：qs),(yDIVqs)+Ns)=(x,y) (7)(3) 位序列。

基于DNA乱序编码和混沌映射的图像加密算法

基于DNA乱序编码和混沌映射的图像加密算法作者：周小安李耀清来源：《智能计算机与应用》2016年第05期摘要：为有效抵抗选择明文攻击，已知明文攻击等密码攻击行为，改善加密结构，解决DNA编码透明等加密问题，提出了DNA乱序编码、基于多个一维Logistic混沌映射的按位抽取算法以及一种二维混沌置乱方法。

利用混沌系统按本文相应算法产生的随机矩阵，结合明文图像矩阵进行DNA乱序编码，并用二维混沌置乱进行加密图像的比特级置乱来代替DNA碱基对互补替换。

实验结果及安全分析表明，该算法具有良好的加密结构可有效抵抗各种密码攻击行为。

关键词：图像加密； DNA序列；混沌系统；图像置乱中图分类号：TP391.9 文献标志码： AImage encryption Algorithm based on DNA out-of-order encoding and chaotic mappingZHOU Xiao-an1，LI Yao-qing1，2（ 1.College of Information Engineering ，Shenzhen University ，Shenzhen Guangdong 518000，China；2.Shenzhen KeyLaboratory of Wireless Broadband Communication and Singal Processing，Shenzhen Guangdong 518057，China）Abstract：This paper introduced a new image encryption algorithm based on DNA out-of-order encoding and chaotic mapping.First， generate four random matrices by using two separate Logistic maps in a certain way.Second a DNA matrix is obtained by out-of-order encoding the original image under one of the random matrix，and produce a new random DNA sequence matrix by using DNA standard code for another random matrix.Then perform the DNA sequence addition operation to add these DNA matrix.Finally， perform the scrambling to the result of the added matrix by using the rest of the two-dimensional random matrix instead of DNA sequence complement operation. Experimental results and security analysis show that the encryption algorithm have good encryption schemes that can resist the plaintext attacks.Key words： image encryption； DNA sequences； chaotic systems； image scrambling0 引言近几年随着互联网的发展，通过互联网来传输各类数据正在成为时尚首选。

基于混沌系统的图像加密算法实现

基于混沌系统的图像加密算法实现混沌系统作为一种复杂的非线性动力学系统，近年来受到了广泛的关注。

其特点在于具有高度的敏感性依赖于初值，且能够呈现出高度随机的行为。

因此，在信息安全领域，混沌系统被广泛应用于加密通信、图像加密等方面。

本文将讨论基于混沌系统的图像加密算法及其实现方法。

一、混沌加密算法的优点基于混沌系统的加密算法具有以下几个优点：1.高度随机性：混沌系统能产生高度随机的序列，使其成为一种理想的加密源。

2.异常敏感性：混沌系统依赖于初始状态，因此对于不同的初始状态会得到完全不同的结果，异常敏感性是其最大的特点之一。

3.实时性：混沌系统产生的随机序列是实时的，可以使加密的过程立即执行，不会对通信速度产生影响。

二、混沌加密算法的实现方式1.图像灰度值的混沌加密对图像进行加密的方法之一是利用混沌序列对图像的灰度级进行加密。

具体步骤如下：（1）采用混沌系统生成长度为n的随机数列，作为灰度级的加密密钥；（2）将原始图像的灰度级进行拆分，对每一个像素值进行加密运算，得到加密后的图像。

实现的原理是通过将原始图像的灰度级与密钥进行异或操作，得到加密后的灰度级，再重新生成图像。

该方法简单易懂，实用性强，但其加密强度较低，容易遭受肉眼可见的攻击。

2.图像的置换加密该加密算法采用混沌映射生成随机序列，对矩阵的位置进行加密。

具体步骤如下：（1）将图像像素矩阵进行分组；（2）采用混沌映射生成随机序列，将序列值范围归一化到数组[1, N]以便做下标；（3）通过随机序列将矩阵进行排列，得到加密后的图像。

实现的原理是采用置换加密方法，即通过混沌映射产生的随机数，来改变图像像素的位置，从而构造加密后的图像。

该方法加密强度较高，但实现较为复杂，不适用于实时加密。

3.图像像素值的加密该加密算法采用混沌系统产生随机序列，对原始图像的像素值进行加密。

具体步骤如下：（1）采用混沌系统生成噪声序列，作为图像的加密解密密钥；（2）将原始图像的像素值与密钥进行运算，得到加密后的像素值。

基于混沌映射的图像加密算法研究

基于混沌映射的图像加密算法研究第一章：引言随着信息技术和网络技术的发展，图像的存储和传输已经成为了一项极其重要的任务。

在这样的背景下，保护图像信息的安全性也变得尤为重要。

为了解决这个问题，图像加密算法应运而生。

目前，混沌映射已成为图像加密领域中的一个热门研究方向，该算法通过利用混沌的性质对图像进行加密，可以有效地保护图像的安全性。

因此，本文将探讨基于混沌映射的图像加密算法研究。

第二章：混沌理论混沌指的是一类看似无序、但却有规律的非线性动力学系统。

混沌的最主要特征是敏感依赖于初始条件，也就是说，对于具有微小初始变化的系统，输出结果将会有相对较大的差异。

混沌的理论奠定了现代密码学的基础。

利用混沌所具有的复杂性和不可预测性，可以很好地实现对信息的加密和解密。

第三章：基于混沌映射的图像加密算法3.1 图像加密流程基于混沌映射的图像加密算法的基本流程如下：（1）准备密钥：密钥是进行加密和解密所必须的参数，是加密算法的核心部分。

通过混沌映射算法生成一组密钥，用于对原图进行加密。

（2）图像预处理：为了提高加密强度，可以对原图进行预处理，比如图像分块、灰度变换等。

（3）混沌加密：将原图按照一定的规则进行分散扰乱，并使用密钥进行加密，最终生成一个密文图像。

（4）密文传输：将加密完成的密文传输给接收方。

（5）密文解密：接收方通过解密密钥将密文图像解密还原成明文图像。

3.2 混沌映射算法选择混沌映射算法的选择对于图像加密的结果有着至关重要的影响。

常见的混沌映射算法包括Logistic映射、Henon映射、Tent映射、Ikeda映射等。

各种混沌映射算法具有不同的数学特性和加密效果，不同的应用场景需要选择不同的混沌映射算法。

比如，Tent映射和Logistic映射适用于对灰度图像加密，而Henon和Ikeda映射适用于对彩色图像加密。

3.3 密钥生成算法密钥生成算法是混沌图像加密算法的核心部分，是系统安全性的基石。

密钥生成算法需要利用混沌映射产生的随机序列生成密钥，以确保加解密双方使用的密钥的随机性和唯一性。

基于混沌映射的高效图像加密算法研究

基于混沌映射的高效图像加密算法研究一、引言图像加密算法是图像信息安全保障的重要手段之一。

随着数字图像在网络传输、存储和处理中的广泛应用，图像安全性越来越受到人们的关注。

基于传统加/解密技术，因为其有规律性和可逆性，存在易被破解的风险，而基于混沌映射的图像加密算法在信息保障领域具备了越来越重要的地位。

二、混沌映射混沌现象是19世纪末出现的，在引力理论、随机噪声、大气环流、金融市场波动、生物生长等各个领域都有应用。

其中，混沌映射因为其非线性、随机性、灵敏性和分形属性，被广泛运用在密码学中。

在密钥的选择和加密环节中，算法使用一个巨大的迭代过程，基于初始值系列和一个所谓的“干扰项”，生成了高度的混沌序列。

然后，密钥和加密信息都从产生的混沌序列中获取。

混沌映射的关键在于对数据的前后顺序和位重组进行处理。

三、基于混沌映射的高效图像加密算法（1）基本概念：基于混沌映射的高效图像加密算法是指依据混沌映射理论，通过特定的算法将明文图像转化为了经过加密处理后的密文图像的一组流程。

（2）加/解密流程：1）密钥初始化：初始化算法的两个密钥，一个为图像密钥，一个为控制端口的密钥，两个密钥都采用混沌映射生成。

2）图像加密：在该步骤中，明文图像首先被分成若干个等大小的块，然后对每个块内部进行加密。

加密的过程包括：像素重排、混沌映射和异或操作。

其中，像素重排和随机重组都可以在保证混沌映射密序列前后顺序无规律的情况下，增加加密强度。

3）图像解密：在该步骤中，密文图像首先被分成若干个等大小的块，每个块内部解密。

解密的流程与加密的流程是对称的。

（3）加密实现：主要采用MATLAB平台搭建，实现，同时考虑编程的简洁和运算效率。

1）实现功能：对加密指令、输出、解密指令等具有良好的可读性和易用性。

2）实现细节：由于工作的特殊性，需要注意的事项包括：混沌映射算法、图像块分组与序列重排，各个变量、数组的规划、初始化和调用。

四、实验结果及分析通过实验，取得了以下结论：（1）在采取合理的物理模型、工具和手段的基础上，基于混沌映射的高效图像加密算法可以实现信息加密的目的。

基于m序列整数调制和置乱的图像加密算法

８ｑｅ￣ｔｎｆｒａｄａｎｗｇａｕｆｐｘｌｕｓｉｔｎｍｅｏａｄｍ－ｅｕｎｅｉｔｇｒｍｏｕａｏｒｒｓｎｅｅｕｎｒｓｏｍｅｉｅｖｅｏｉｅｓｓｂｔｕｉｔｄｎｍｅｓｑｅｃｅｅｄｌｔｎｗｅｅｐｅｅｔｄａｎｍａｌｔｏｈｎｉｒｓｅｔｅｙＥｃｙｔｄｅｅｔｏｅｐｃｉｌ．ｎｒｐｅｆｃｆｍ－ｅｕｎｅｔａｓｏｍｓａｓｔｄｅｖｓｑｅｃｒｎｆｒｗａｌｏｓｕｉｄ．Ａｄｂｓｄｏｏｅａｐａｔａｍａｅｅｃｙｔｎｎａｅｎｔｓ，ｒｃｃｉｇｎｒｐｌｈｉｌｏａｇｒｈｗａｕｏｗｒｃｏｄｎｏｔｅｃａａｔｒｔｓｏｈｏｉｍａｅ．Ｔｅｅｐｃｓａｄｓｃｒｔｆｔｅｐｏｏｅｌｏｉｍｓｐｔｆｒａｄａｃｒｉｇｔｈｒｃｅｓｃｆｃａｔｉｇｓｔｈｉｉｃｈｎｋｙｓａｅｎｅｕｉｏｒｐｓｄｙｈ￣Ｓｒｈｗｅｅａａｙｅ．Ｆｎｌ．ｔｅｅｐｒｎａｕｍｕｉｇｔｉｇｒｈｗｒｈｗｎｔｉａｒｏｔｍｒｌｚｄｉｎｉａｌｈｘｅｍｅｔｍｓｓｎｈｓａｏｔｍｅｅｓｏｎｉｓｐｐ．ｙｉｌｌｌｉｈｅ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍ－ｅｕｎｅｉｔｇｒｍｏｕａｉｎｓｑｅｃｎｅｅｄｌｔ；ｍ－ｅｌｅｃｒｎｆｒ；ｓｎｈｏｃｍａ；ｉｇｎｒｐｉｎｏＳ￣ｌｎｅｔｓｏｌａｍｉｅｃａｔｐｍａｅｅｃｙｔｉｏ

一种新的三维Arnold变换和混沌序列相结合的图像加密算法

堡
■
一
种新的三维Ａｒｎｏｌｄ变换和混沌序列相结合的图像加密算法
杜翠霞张定会（上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海现代光学系统重点实验室上海２０００９３）摘要：提出了一种新的三维Ａｍｏ１ｄ变换和混沌序列相结合的图像加密算法。首先将待加密的原始图像
『２１３１
Ａ＝Ｉ３２５１
ｌ２１４Ｊ
（５）
（６１１ｍ０ｄ Ⅳ
（１）
则对应的矩阵Ａ的逆矩阵Ｃ为
『３ — １ —１］
其中，ｙ表示经过Ａｒｎｏｌｄ变换后的图像像素的坐标位置，此变换称为二维Ａｒｎｏｌｄ变换。可将二维Ａｒｎｏｌｄ变换扩展成三维Ａｒｎｏｌｄ变换，其形式如下：
ａ３１＝ｏｄｅ＋ｅ，ａ３２＝ｄ，
１三维Ａｒｎｏｌｄ变换
假设某一图像像素的坐标位置为ｘ，ｙ ∈ ｛ｌ，２， …，Ｎ），则二维Ａｒｎｏｌｄ变换可以定义为：
Ⅱ ３３＝如＋＋６ｅ＋１，取ａ、ｂ、Ｃ－，ｅ、ｄ为１时，得到
关于图像置乱的技术有很多，而其中常见的有Ａｒｎｏｌｄ变换、Ｓｔａｎｄａｒｄ映射、Ｂａｋｅｒ变换和魔方变换等，
但这些变换均是二维变换，要达到较好的置乱效果，
其中矩阵Ｃ是矩阵Ａ的逆矩阵，

基于混沌映射的图像加密算法性能研究

基于混沌映射的图像加密算法性能研究混沌映射是一种不可预测的动态系统，其输入和输出之间的关系呈现出复杂的非线性特征。

近年来，随着计算机技术的进一步发展，混沌映射在信息安全领域中得到了广泛的应用。

图像加密是信息安全领域中的一个重要研究方向，而基于混沌映射的图像加密算法正成为研究热点。

本文将就基于混沌映射的图像加密算法的性能进行研究与探讨。

1. 混沌映射及其应用混沌系统是一类包含非线性和随机性质的系统，它们的行为是难以预测的。

混沌映射则是指一种以某一初始状态为输入，不断迭代产生新状态的映射。

混沌映射具有随机性和非线性特征，可被应用于密码学、图像加密等领域。

基于混沌映射的加密算法具有不可预测性、鲁棒性、高效性等优点，近年来得到了广泛的应用。

2. 图像加密算法概述图像加密是指对原始图像进行特定方式的处理，以达到保密和安全传输的目的。

图像加密算法一般包括两个主要步骤，分别是加密与解密。

加密过程中，利用密钥从明文图像中生成加密的图像，使其难以被破解；解密过程则是通过相同的密钥将加密后的图像还原成原始图像。

图像加密算法需满足保密性、密钥安全性、抗攻击能力、加密解密速度等要求。

3. 基于混沌映射的图像加密算法基于混沌映射的图像加密算法运用了混沌映射的随机性和非线性特征，实现了对图像的可靠加密和解密。

该算法主要分为以下步骤：3.1 图像的分割首先，将原始图像分成若干个块，每个块都可看作一个矩阵。

分割过程可以按照不同的规则进行，例如按照列数、行数、指定像素、图像的灰度值等方式进行分割。

3.2 混沌映射接着，将每个块进行混沌映射加密。

混沌映射算法主要包括 Logistic 映射、Henon 映射、 Lorenz 映射等，具体采用哪种混沌映射算法可根据具体情况进行调整。

3.3 块加密将混沌映射产生的随机数以及密钥结合，采用异或运算或其它方式对每个分块进行加密。

该过程可以根据具体应用需求进行调整，比如可以采用加减运算、乘除运算等方式进行。

论文终稿基于小波变换和混沌序列的频域图像加密

基于小波变换和混沌序列的频域图像加密摘要随着信息技术的发展，信息安全问题越来越受到更多的关注，如何维护信息安全，特别是图像信息安全，已成为众多研究者研究的课题。

图像数字水印与图像加密是图像信息安全的有效保护措施。

由于数字图像具有其自身的特点，许多研究者为了提高图像加密的效率和安全性，提出了一些频域图像加密方案，在这些方案中，基于小波与混沌的图像加密方案表现出了良好的加密特性。

目前的图像加密算法很多是在空域中进行加密。

根据混沌序列以及小波变换的优良特性，将混沌和小波变换引入到数字图像加密算法中，实现图像的频域加密，使得加密的安全性得到提高，加密效果将会更好。

本文在前人研究工作的基础上，利用小波分析和混沌理论相结合的方法对图像加密开展深入的研究，主要取得如下成果:（1）采用小波分解图像压缩算法，应用小波的多尺度特性对图像进行分解，根据人类的视觉特性，只留取其低频部分（即近似部分），去掉高频系数.（2）一种一维Logistic映射与小波变换的图像加密方案的研究。

该方案结合一维Logistic混沌映射，由此映射生成本文所需的混沌序列。

（3）采用Logistic混沌系统生成的混沌序列作为密钥，再对压缩后的图像做基于密钥的图像像素置乱加密。

利用一维 Logistic映射产生加密模板对小波分解的低频系数进行调整。

通过试验比较分析：该方案不但密钥空间大，而且对密钥和明文相当敏感，具有优良的扩散性和扰乱性能，并能抵抗各种攻击。

关键词：频域图像加密；混沌序列；小波变换； Logistic 映射Frequency domain image wavelet transform and encryption based onChaotic SequencyGAN Xiao-huiAbstractWith the development of information technology. The problems of information security get more attention. How to maintain the information security, especially the image of information security, which has become a hot topic for many researchers. The image digital watermarking,image encryption,etc, which are the effective protection measures of the information security. Because of the digital image have its own characteristics. Many researchers put forward to some image encryption schemes in order to improve the efficiency and safety of image encryption. In the schemes,the image encryption scheme based on chaotic that shows good characteristics of encryption.Current image encryption algorithm often simply on Spatial Domain . Based on chaotic sequences and the good characteristics of wavelet transform, and then introduce the chaos and wavelet transform into digital image encryption algorithm, to achieve the Frequency Domain image encryption. Make the safety of encryption improve, and encryption effect will be better.On this basis, the application of wavelet analysis and chaos theory on image encryption of the study to obtain the following results:(1)Using wavelet image compression algorithm based on wavelet multiscale image decomposition characteristics, according to human visual characteristics, whichever leaving only the low-frequency part (ie approximate part), remove the high-frequency coefficients.(2)A one-dimensional Logistic map and research of wavelet transform for image encryption scheme. This programme combines a one-dimensional chaotic Logistic map,generated by the mapping required for this chaotic sequences.(3)Used Logistic chaos system generated of chaos sequence as key, again on compression of image do based on key of image pixel reset mess encryption. uses one-dimension Logistic map produces encryption template on Wavelet Decomposition of low frequency coefficient for adjustment.Through test comparison analysis: the programme not only key key space big, and on key andexpressly quite sensitive, has excellent of proliferation sexual and disrupt performance, and can resistance various attack.Keywords:frequency-domain image encryption;Chaotic sequence; Wavelet transform; Logistic map目录1 绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 图像加密的进展和状况 (2)1.3 研究的主要内容 (4)1.4 各章内容安排 (4)2 小波变换基本理论 (6)2.1 引言 (6)2.2 小波变换的概念 (6)2.2.1 连续小波变换 (6)2.2.2 离散小波变换 (7)2.2.3 小波多分辨分析 (7)2.3 小波变换在图像处理中的应用 (9)2.3.1 小波变换的重构算法 (9)2.3.2 小波变换在图像压缩中的应用 (10)2.4本章小结 (12)3 混沌的基本理论 (13)3.1 引言 (13)3.2.1 混沌的定义 (13)3.2.2 混沌的特征 (15)3.2.3 混沌系统的判别和描述 (15)3.2.4 Logistic混沌模型 (16)3.3 本章小结 (19)4 基于小波变换和混沌序列的图像加密算法 (20)4.1 引言 (20)4.2 利用小波变换对图像压缩 (20)4.3 混沌序列的生成 (22)4.4 图像加密/解密方案 (23)4.4.1 图像加密算法的设计 (23)4.4.2 图像解密算法的设计 (24)4.5 实验结果及分析 (26)4.5.1 抗攻击性试验 (26)4.5.2 优点分析 (27)4.6 本章小结 (27)5 总结与展望 (28)参考文献 (29)附录 (30)致谢 (35)1 绪论1.1 研究背景与意义目前，随着宽带网的发展，图像数据开始在网上流行。

基于混沌映射的图像加密算法研究

基于混沌映射的图像加密算法研究一、引言信息安全是当今社会中非常重要的一个领域，尤其是在数字化信息技术日益发展的今天，随着信息技术的不断进步，各种网络攻击的手段也越来越多，而信息加密技术也逐渐变得越来越重要。

为了保护信息的隐私和安全，需要使用一些加密算法来对其进行加密。

二、混沌映射混沌理论起源于科学领域，它是一种非线性、动态的系统，这种系统不易受外界干扰，十分敏感，且在短时间内变化难以预测，具有随机性和不可预测性。

混沌映射是一类具有混沌特性的映射，其实现是通过非线性迭代函数来实现的，由于其可靠性和安全性的特点，混沌映射被广泛运用于密码学领域中，特别是在图像加密领域中的应用更为广泛。

三、基于混沌映射的图像加密算法图像加密算法并不局限于某一个特定的加密技术，它可以采用多种加密技术来保护图像的隐私和安全，其中基于混沌映射的图像加密算法是一种比较优秀的图像加密技术。

该加密算法的基本思路是将明文图像映射到一个混沌空间中，然后对该混沌空间进行加密，最后将加密后的混沌空间映射回原明文图像，从而实现了图像的加密。

具体的加密步骤如下：1. 映射图像数据至混沌空间：选取适当的混沌映射函数，将明文图像数据映射至混沌空间。

2. 加密混沌空间：采用一些加密技术对混沌空间进行加密处理。

3. 映射混沌空间至图像数据：将加密后的混沌空间映射回原明文图像。

这种加密算法采用混沌映射的不可预测性和随机性来进行加密，有效地保护了图像的安全性，且加密过程简单、易于实现。

四、针对该算法的攻击但基于混沌映射的图像加密算法也并非完全安全可靠的。

一些攻击者可以通过一些手段来解密加密后的混沌空间，并从中获取明文图像数据。

这些攻击方式有以下几种：1. 文字模式攻击：通过获取足够多的加密数据，或者使用已知的密钥，在没有进行解密操作的情况下，将混沌空间中的一部分数据与密钥一一比对，从而破解混沌空间的加密。

2. 图像直观攻击：通过对加密后的图像空间进行变化，比如对图像进行旋转、翻转等操作，从而获取一些关键部位的信息，进而破解混沌空间的加密。

一种基于复合混沌序列的图像加密方法

一种基于复合混沌序列的图像加密方法
基于复合混沌序列的图像加密方法是一种高效的数字图像加密方法，它可以有效地保护传输或存储的数字图像。

该加密方法主要是在杂质密码理论中引入复合混沌序列，而不是单纯地使用传统的密码解密机制来保护数字图像。

复合混沌序列是一种复合的随机数序列，是一种仿真混沌系统的结果。

它的混沌特性能够为加密技术提供极其有效的加密机制，包括一种新颖的加密技术——“M-R码”，它可以将一个复合混沌序列映射到一个M-R码，这种方法可以替代传统密码解密机制，更有效地保护数字图像。

基于复合混沌序列的图像加密方法同时利用了像素值混沌映射和混沌表示实现加密。

像素值混沌映射可以完全替代传统的密码解密机制，这样可以有效地实现加密任务。

混沌表示的加密算法使用复合混沌序列的性质，对图像的连续像素数据进行打乱，以此产生一个混沌表示的加密图像。

最后，基于复合混沌序列的图像加密方法采用了一种新的“门限混沌码”方法。

这种方法使用门限混沌码将已加密的图像像素值重新组合成一个新的加密图像，这样可以在更大程度上混沌化图像，并避免有水印痕迹可见。

总之，基于复合混沌序列的图像加密方法是一种高效且安全的数字图像加密方法，它能够有效保护数字图像的安全，使得攻击者无法获得足够的信息来破解加密图像。

(完整版)基于MATLAB的混沌序列图像加密程序

设计题目：基于MATLAB的混沌序列图像加密程序一.设计目的图像信息生动形象，它已成为人类表达信息的重要手段之一，网络上的图像数据很多是要求发送方和接受都要进行加密通信，信息的安全与保密显得尤为重要，因此我想运用异或运算将数据进行隐藏，连续使用同一数据对图像数据两次异或运算图像的数据不发生改变，利用这一特性对图像信息进行加密保护。

熟练使用matlab运用matlab进行编程，使用matlab语言进行数据的隐藏加密，确保数字图像信息的安全，混沌序列具有容易生成，对初始条件和混沌参数敏感等特点，近年来在图像加密领域得到了广泛的应用。

使用必要的算法将信息进行加解密，实现信息的保护。

.设计内容和要求使用混沌序列图像加密技术对图像进行处理使加密后的图像使用matlab将图像信息隐藏，实现信息加密。

三.设计思路1. 基于混沌的图像置乱加密算法本文提出的基于混沌的图像置乱加密算法示意图如图1所示加密算法如下：首先，数字图像B大小为MX N（ M是图像B的行像素数，N是图像B的列像素数），将A的第j行连接到j-1行后面（j=2，3, A，M，形成长度为MX N的序列C。

其次，用Logistic混沌映射产生一个长度为的混沌序列｛k1，k2，A，kMX N｝，并构造等差序列D: ｛1，2，3, A，MX N-1，MX N｝。

再次，将所产生的混沌序列｛kl, k2. A, kMX N｝的M N个值由小到大排序，形成有序序列｛k1', k2'. A' kMX N' ｝，确定序列｛k1, k2, A, kMX N｝中的每个ki在有序序列｛k1', k2', A , kMX N' ｝中的编号，形成置换地址集合｛t1 , t2 , A, tM X N｝，其中ti为集合｛1 , 2, A, MX N｝中的一个；按置换地址集合｛t1 , t2 , A, tM X N｝对序列C进行置换，将其第i个像素置换至第ti列, i=1 , 2, A, MX N,得到C'。

基于m序列变换和混沌映射的图像加密算法.

第 29卷第 6期电子与信息学报 Vol.29No.6 2007年 6月 Journal of Electronics & Information Technology Jun. 2007基于 m 序列变换和混沌映射的图像加密算法刘家胜①②黄贤武②朱灿焰②吕皖丽①①(安徽大学计算机科学技术学院合肥 230039②(苏州大学电子信息学院苏州 215021摘要 :该文利用序列发生器中移位寄存器状态的遍历性 (全零状态除外 ,首次提出一种“ 序列变换”用于图像位置置乱的方法。

并利用混沌映射系统具有初值敏感性, 参数敏感性和类随机性的特点, 设计了一种基于“ 序列变换” 与混沌映射相结合的图像加密算法,与其它图像加密算法相比, 该算法的密钥空间非常巨大, 具有更好的安全性。

m m m 关键词 :图像加密; 序列变换;混沌映射m 中图分类号 :TP391 文献标识码 :A 文章编号 :1009-5896(200706-1476-04Image Encryption Algorithm Based on m-SequenceTransform and Chaos MapLiu Jia-sheng①② Huang Xian-wu ② Zhu Can-yan ② L uWan-li①①(School of Computer Science & Technology , Anhui University, Hefei 230039, China② (School of Electronics & Information Engineering, Soochow University, Suzhou 215021, ChinaAbstract : Based on the ergodicity of the shifters (except for all zero-states in m-sequence generator, in this papera new “m-sequence transform” method is first proposed to apply to image position permutation. Combining this method with chaotic map, a novel image encryption approach is presented, and some simulating results are shown in this paper. Comparing with the existing encryption methods, the approach is not only of the characteristics of chaotic map with initial value sensitivity, parameter sensitivity and random sensitivity, but also of more larger secret key space. Thus the approach is more security than other encryption methods. Key words: Image encryption; m-sequence transform; Chaos map1 引言随着网络技术与多媒体技术的飞速发展, 信息的安全问题受到使用者和学者们的关注和研究,其中数字水印 [1,2]和图像加密 [3,4]是目前研究最为广泛的领域。

基于混沌理论的图像加密算法

基于混沌理论的图像加密算法图像在现代社会中具有非常重要的地位，比如在信息传递、图像处理、医学诊断等方面都有广泛的应用。

然而，在图像传输和存储过程中，隐私泄露和数据被盗取的问题也是不可避免的。

因此，如何保护图像的隐私性和可靠性是一个广泛关注的问题，同时图像加密技术也得到了快速发展。

目前，一些加密算法已经被提出来保证图像安全，但是由于信息量和复杂度的增加，传统算法已经无法保证加密的安全性。

因此，研究新的加密算法就显得尤为重要。

混沌理论作为一种新型的加密算法应用已经得到了广泛的研究。

有人发现，利用混沌理论可以建立一种具有强随机性的加密算法，即混沌加密算法，其具有非线性、复杂度高、随即性强、不可逆变等优点。

同时，超越了传统加密算法的较低安全性限制。

因此，利用混沌理论开发图像加密技术是当前研究的热点，成为了新兴的加密领域。

混沌理论的概述混沌，通常指的是非线性系统中表现出的随时间演化的无序复杂现象。

这种系统的行为特征涉及到以下三个要素：敏感依赖条件、可遍历性条件（即遍历性）和稳定性条件。

混沌现象表现为初始条件略有差异会导致系统进入不同的运动状态，这种变化具有指数级的敏感性。

这种定义意味着直接用微分方程的极小差异会产生完全不同的解。

由于该方法可以保证系统敏感性，因此被广泛应用于图像加密中。

混沌加密算法的基本原理是利用混沌系统产生的随机序列，对待加密图像进行像素级的随机置换、代替、扰动等操作，把原始无序的图像信息变换为密文形式，以达到保护图像信息隐私的目的。

其加密过程通常包含密钥生成、初始向量的选取、像素置换和块代替四个部分。

密钥生成密钥在算法中起到很重要的作用，需要保证足够复杂和安全，能够保证加密算法不易被攻破。

因此，密钥的生成过程是加密算法的关键，其中混沌系统可以用来生成有效的随机数序列，从而保证密钥的安全性。

初始向量的选取初始向量在加密算法中也是非常重要的，主要是为了保证加密的随机性。

在不同情况下，初始向量和密钥的选取方式也会有所不同，一般来说，初始向量可以采用随机方式生成，保证加密的随机化。

基于m序列变换和混沌映射的图像加密算法

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