基于小波域的混沌理论图像加密研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shiyigudan
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现如今信息技术的飞速前进发展,作为信息中一份子的图像信息,也在各层面广泛应用传播,然而随着人们逐步对信息安全的重视程度越来越高,加之以前单一置乱图像信息加密算法存在着一些缺点,这种算法已经不能满足当前对信息安全的高标准要求。为提升图像信息的安全性,在对小波变换、混沌理论的研究中,提出了一种小波分析的混沌理论图像加密算法。  该论文是基于小波域的混沌理论一种图像加密算法设计,包括:图像算法设计框架、图像算法、实验及分析,针对图像加密算法的分析和构建进行了研究。算法采用对图像进行小波变换,经过置乱后,得到的低频子带系数矩阵,进行小波的重构以完成对图像的初次加密,然后再由混沌系统产生混沌序列形成密钥,密钥与初次加密图像经过处理得到加密图像,步骤反过来就是解密的过程,即可得到明文图像。通过MATLAB分析,对算法密钥空间、密钥敏感性、图像的统计直方图、相邻像素相关性、抗攻击性进行模拟实验,观察算法的实际效果。实验结果显示,加密图像具有良好的安全性和抗干扰性,易于实现和应用。  本文的主要工作包括以下几点:  首先,本文对国内外图像加密方法发展现状进行了研究,针对以往图像加密算法中密钥安全性不足的缺点,在通过分析混沌理论和密码学这两者的联系以及共同点和区别之后,利用混沌理论具有良好的密钥敏感性特点,提出加密系统采用混沌理论加密的形式进行设计。其次,对小波分析进行研究,利用小波在时域频域局部变换灵活的特点,提出了一种利用混沌序列实现的图像加密算法。该算法具有良好的抗干扰攻击能力。再次,构建了图像加密以及解密系统的架构,将加密系统分成四个模块,各模块间相互配合下完成图像的加解密过程。图像加密思想是图像在混沌理论下经过一种小波分析产生低频系数,在经过置乱变换然后经过小波重构形成初次加密图像,最后再进行像素值置乱的加密算法。最后,通过MATLAB对图像算法进行仿真试验和理论分析,包括:加密算法安全性、密钥空间、密钥敏感性、统计分析、抵抗恶意攻击等方面,证明了该方法具有很好的加密效果和较高的安全性,通过进行算法安全性分析实验来证明,在各种干扰进行攻击下该算法能有效地抵抗,满足图像加密要求。  最后对全文进行总结,并指出本文存在的不足之处和今后进一步研究的方向。  
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