基于平稳位置置乱与密钥反馈机制的图像加密算法-信息安全专业论文.docxVIP

南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学 科、专 业 ： 工 学 信息安全 研 究 方 向 ： 信息安全理论与技术 作 者： 2009 级 研究生 林 冰 指导老师： 蒋国平 教授 题 目： 基于平稳位置置乱与动态反馈密钥机制的图像加密算法 英文题目： Study on an Image Encryption Algorithm Based on Image Block and Key Feedback Mechanism 主 题 词： 图像块置乱，Logistic 映射，标准混沌映射，密钥反馈 Keywords: Image Block Scrambling, Logistic Map, Standard Chaos Map, Key Feedback Method 南京邮电大学硕士研究生学位论文中文摘要 南京邮电大学硕士研究生学位论文 中文摘要 摘 要 当今世界伴随数字媒体技术与互联网信息技术发展，使人们认识到数字图像以及基于数 字图像的多媒体技术的重要性。数字图像最主要的特点就是海量数据，相邻点之间相关性大， 数据冗余度高。混沌系统由于其良好的伪随机，初值敏感，周期性无限大等特性，加以处理 非常适合应用于图像加密以及恢复。 当前基于混沌系统的数字图像加密方法主要分为两种，基于像素点位置置乱以及图像像 素灰度值变换。对于前者，Arnold Cat 位置置乱算法因其算法简单，时间复杂度低，加密效 果较好，是比较经典的位置置乱算法。但是该变换算法存在密钥空间小，变换存在的周期性 等缺憾。在图像灰度值加密算法中，用混沌序列作为密钥，静态的对灰度值进行变换，灰度 直方图呈现均匀分布。但是静态的加密容易受到穷举攻击，密钥空间不够大，加密系统不具 备对明文的敏感性。一维混沌映射变换简单易于实现，许多加密系统采用单维混沌映射作为 加密的混沌序列，但是也存在密钥空间小的缺点。 为了解决上述算法的不足，本文提出了新的加密算法。该算法包括两个部分：基于分块 思想的平稳置乱与基于密钥反馈机制的动态加密算法。其中，基于分块思想的平稳位置置乱 是本文的核心内容，该算法提出了在图像分块的基础之上，分别对像素点进行块间与块内的 置乱。与传统的位置置乱算法比较，这种基于分块思想的位置置乱算法在相关性方面有很大 优势。同时针对单一混沌序列静态灰度值加密算法中出现的问题，本文提出了一种算法思想。 该算法动态的选择 Logistic 映射和标准混沌映射作为密钥，并在加密过程中引入密文输出反 馈机制，增强了密文对明文的敏感性。仿真结果表明，本文所提出的这种基于平稳位置置乱 与动态密钥反馈机制的图像加密算法，有很好的加密效果，安全性高，时间复杂度合理。 关键词: 图像块置乱，Logistic 映射，标准混沌映射，密钥反馈 I 南京邮电大学硕士研究生学位论文英文摘要 南京邮电大学硕士研究生学位论文 英文摘要 Abstract With the development of Internet and multimedia technology, digital images and some other multimedia technology based on digital images is becoming an important carrier of information exchange for all of us. People pay more and more attention on digital image encryption since securities on information security is more and more important. However, due to the inherent characteristics of the digital image, so traditional encryption algorithms, such as DEA, RSA and IDEA, are not suitable for practical image encryption. Chaotic systems have many specific properties, such as good pseudo-randomness, great sensitivity on the initial value, non-cyclical etc., so chaotic system is very suitable for image encryption and recovery. Digital image encryption scheme based on chaotic systems i