基于混沌映射与离散分数角度变换的图像加密算法

摘要

越来越多的图像数据频繁地通过互联网进行传输。因此，机密或私人的图像数据在公共信道上的安全传输技术成为热点研究课题之一。随着混沌理论的发展，基于混沌系统的图像加密技术已取得了一定进展。为增大密钥空间并降低相邻像素间的相关性，本文结合混沌映射和离散分数角度变换(discrete fractional angular transform，DFrAT)构造了两个不同的图像加密方案。
　　设计了基于Logistic映射与离散分数角度变换的图像加密算法。该算法对原图像实施Logistic映射，之后利用DFrAT进行处理。仿真结果表明，该算法在直方图、密钥敏感性、抗噪声攻击和抗裁剪攻击等性能方面都获得了良好的效果，但密文的相邻像素间相关性仍较强。
　　给出了基于位平面变换和离散分数角度变换的混沌图像加密算法。该算法对原始图像进行位平面变换后，利用Arnold映射对高4位平面进行置乱，通过位平面变换将低4位平面与置乱后的高4位平面结合，对所生成的中间图像进行DFrAT处理得到密文图像。仿真结果表明，该算法既保留了基于Logistic映射与离散分数角度变换的图像加密算法的优点，又有效降低了相邻像素间的相关性。
　　研究表明本文算法有效、可靠，能抵抗一些潜在攻击。

目录

第1章 引言

1.1 课题背景及研究意义

1.2 混沌图像加密研究现状

1.3 主要工作及章节安排

第2章 图像加密数学基础

2.1 灰度直方图

2.2 相邻像素间相关系数

2.3 图像特点与加密算法关系

2.4 典型混沌映射

2.5 离散分数角度变换

2.6 本章小结

第3章 基于Logistic映射与DFrAT的图像加密算法

3.1 基于Logistic映射与离散分数角度变换的图像加密算法

3.2 数值仿真与分析

3.3 本章小结

第4章 基于位平面变换和DFrAT的混沌图像加密算法

4.1 位平面变换

4.2 基于位平面变换和离散分数角度变换的混沌图像加密算法

4.3 数值仿真与分析

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果