基于混沌混合密码图像加密技术研究

摘要

近年来，随着计算机计算速度和能力的大幅提高，传统的加密技术已经不能满足当代网络通信安全性的需求。由于混沌具有一系列较好的特性，如对初始条件和控制参数的极端敏感性，伪随机特性、轨道不可预测性以及遍历性等，符合密码学的要求，因而被应用在密码学领域。现如今，混沌密码学已经成为密码学研究的一个热门学科。
　　然而，混沌密码学中，传统的低维混沌系统已被广泛的分析甚至破译，而且实数范围作用的混沌序列在计算机有限精度的局限下被截断，产生了精度退化现象，破坏了混沌无限大周期的理论情况，严重影响了加密的安全性。
　　在实际应用中，图像加密由于加解密数据量巨大，临近像素值相关性较大等问题，给加密带来一些困难。
　　1）利用混沌定义和数学理论证明构建的复合映射，证明满足混沌定义特性，是复合混沌。基于LFSR和复合混沌映射系统，构造了混合图像加密系统。2）设计了一种双向扩散的加密方法，使得加密次数减少，加密速度更快更加高效安全。3）通过理论分析和实验证明两种方式，最后对系统的性能进行分析验证。
　　该论文创新性在于构造了新的高维复合混沌，利用LFSR进行扰动，动态的选择混沌方程，获得伪随机密钥流，采取双向扩散的加密方法，对明文图像进行处理。经理论分析和实验证明，该算法通过 SP800-22国际随机数伪随机数标准，具有简单高效，加解密速度快，安全性高等优点，可以广泛的应用在图像加密领域。

目录

基于混沌混合密码图像加密技术研究

IMAGE CRYPTOGRAPHY RESEARCH BASED ON COMPOUND CHAOTIC ENCRYPTION

摘要

Abstract

目 录

第1章绪论

1.1课题来源

1.2研究的目的和意义

1.3国内外研究现状和分析

1.4目前混沌密码需要解决的主要问题

1.5本论文的主要研究工作内容

第2章混沌理论和密码学分析

2.1混沌定义

2.2混沌的基本特征和判定方法

2.3密码学基础研究

2.4密码算法的安全性

2.5安全性测试技术

2.6本章小结

第3章 混沌图像加密技术研究

3.1混沌加密概述

3.2混沌分组密码研究

3.3混沌序列密码研究

3.4混沌公钥密码研究

3.5混沌图像加密技术研究

3.6本章小结

第4章 混合混沌图像加密的设计实现

4.1 复合混沌方程设计与证明

4.2 混合系统中复合混沌部分的算法设计与实现

4.3 混合混沌图像加密系统中LFSR的设计和实现

4.4 混合混沌系统设计与实现

4.5 混合混沌图像加密系统性能分析及实验

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

攻读学位期间发表的学术论文

致谢