基于混沌理论的网络视频文件加密算法研究

摘要

随着计算机网络的普及，数据安全传输问题受到人们的普遍关注。一个安全的网络信息系统应当确保所传输信息的完整性、保密性、不可否认性等。目前保障通信和网络安全技术的种类很多，其中数据加密技术是保障信息安全的核心的技术措施，信息加密也是现代密码学的主要组成部分。在数据加密技术中主要有传统密钥加密体制和公开密钥加密体制。 论文首先介绍了在当前网络飞速发展时期数据在各主机间可能遇到的哪些安全性问题，针对数据传输中遇到的问题又会用什么样的方法去解决。接着，又从数据加密着手，着重介绍了数据保密问题。 本文从密码学出发，介绍了常见的数据加密原理和常用的数据加密算法：对称加密、非对称加密算法以及密码流的生成，近年来混沌同步在保密通信中的应用已经成为非线性科学中研究的热点。 论文从混沌理论的形成开始阐述，通过对混沌理论的初步认识，综合前人的研究基础引用了现在密码学中很有发展的数据加密方法：基于混沌理论的数据加密算法。在总结了以往的数据加密方法的基础上，对算法进行研究分析，继承以往算法的可取之处再在其基础上提出自己的新思想，对算法加以改进、优化，得到一种更加安全、难以破解的混沌密码算法：基于Logistic映射的混沌密码序列加密算法。该算法对初始序列与由混沌序列发生器产生的混沌序列通过异或、迭代运算生成的密钥，对文件进行加密运算最终得到密文。 最后，通过三个实际应用实例：混沌加密在语音、图片和视频文件传输中的应用并与以往的加密算法进行分析比较，从而可以看出这种加密方法在现代网络数据传输中对数据加密保护中具有比较快速、安全地对数据进行加密的优势。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 混沌保密技术的研究现状

1.3 图像和视频加密技术发展

1.4 本文的主要工作及内容安排

第2章 网络安全与密码学的引入

2.1 网络安全的基础知识

2.2 网络安全中遇到的外部威胁

2.2.1 出现网络安全威胁的原因

2.2.2 解决网络安全问题的机制

2.3 密码学概述

2.3.1 密码学中的一些概念

2.3.2 对称密钥加密

2.3.3 非对称加密算法

2.4 密码学的应用

2.5 本章小结

第3章 混沌与保密通信

3.1 初识混沌理论

3.1.1 混沌的定义

3.1.2 混沌运动的特性

3.1.3 混沌研究的历史

3.2 混沌理论与密码学

3.2.1 混沌的应用

3.2.2 混沌理论与密码学的关系

3.2.3 混沌密码的种类

3.3 混沌加密解密的基本原理

3.4 混沌加密算法设计

3.5 典型的混沌密码设计方案分析

3.5.1 E Alvarez方案

3.5.2 Baptist的混沌密码

3.6 一种改进了的混沌密码生成方案

3.6.1 Logistic映射数字混沌序列的产生

3.6.2 基于Logistic映射的数据加密模型设计与算法

3.6.3 基于Logistic映射的混沌加密算法的性能分析

3.7 本章小结

第4章 基于logistic映射的混沌加密算法的应用

4.1 混沌加密在图像文件中的应用

4.1.1 传统的图形图像加密

4.1.2 混沌图像加密技术

4.1.3 混沌图像加密的优点

4.2 语音文件的混沌加密技术

4.2.1 基于混沌掩盖的混沌语音保密系统

4.2.2 基于Logistic映射的混沌语音加密

4.2.3 对于语音加密算法的分析

4.3 本章小结

第5章 混沌网络视频加密

5.1 视频加密技术概述

5.2 视频加密的实现

5.2.1 获取AVI视频文件流信息

5.2.2 视频文件加密模块的设计

5.2.3 视频文件加密算法

5.2.4 视频加密过程

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致射