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近几十年来,互联网以及多媒体网络的飞速发展,为人们传输如图片等各种多媒体资料提供了便捷的服务,加上人类至少有80%以上的外界信息经视觉获得。因此,数字图像等各种多媒体资料被广泛运用于社会的各个领域和各个层次之中。人在享受数字图像等多媒体信息在网上快捷的传输和共享的服务的同时,也承担着这些信息被恶意攻击的危险。因此,图像信息的安全悄然已成为人们关注的焦点之一。 混沌现象指的是发生在确定性系统中,类随机的、不规则的运动的现象。由于数字图像具有信息量大,二维存储等特点,一般的文本文件加密算法用于数字图像的加密时,往往得不到理想的效果。混沌具有对初始条件的敏感依赖性、遍历性、局部不稳定而整体稳定性、普适性、轨道不稳定性及分岔、长期不可预测性和分形结构的特性,因此混沌非常适合于数字图像的加密。本文就是主要研究基于混沌理论的数字图像加密研究。本文的工作主要体现在以下两点: 1)根据Logistic映射和Cat映射和一般混沌在数字图像加密中先置乱后扩散的思想,设计了一种基于这两种映射的数字图像加密方法。该方法也是先置乱后扩散的。仿真试验表明该方法是一种行之有效的方法,加密速度快,安全性也比较高。 2)设计了两种基于三维空间的数字图像加密方法。利用了图像像素可以插入到相邻像素之间以及拉伸折叠的思想设计了两种基于三维坐标的图像加密算法。算法首先将二维十进制矩阵转化为三维二进制矩阵,再根据图像像素可以插入到相邻像素之间,即左映射或者右映射,和拉伸方法,把三维矩阵转化为二维二进制矩阵。然后用置乱算法把二维二进制矩阵进行置乱,接着根据折叠方法把二维二进制矩阵转化为三维二进制矩阵,最后再把三维二进制矩阵转化为二维十进制矩阵以达到加密的效果。仿真结果表明这两种算法都是安全有效的加密算法,加密本身还可以改变图像的像素值。