混沌加密及其在数字水印中的应用

摘要

随着多媒体技术和数字通信技术的飞速发展，超大信息量之间的通讯越来越容易，为了保护数据信息不被恶意窃取，对大量数据的加密处理就变的非常必要了。虽然在不同的应用领域对加密算法要求不同，但是对于安全性高和加密速度快的要求是共同的。
　　 基于混沌系统对初值的敏感依赖性，可以提供数量众多、非相关、伪随机而又确定可再生的信号。本文提出利用混沌序列对多媒体信息进行加密，不仅简单而且实用，还可提高水印的安全性，符合秘密全部寓于密钥之中的现代密码学要求。本文主要做了以下几项工作：
　　 首先，介绍了数据加密的起源和发展，密码系统的概念、分类以及密码分析方法，对分组密码进行了全面的概述，包括工作模式、设计原则以及现有结构。
　　 其次，介绍了混沌系统的特性，典型的混沌系统以及判断混沌系统的Lyapunov指数等，为后续混沌加密算法的研究打下理论基础。
　　 第三，利用Logistic混沌系统的良好特性，设计其对数据进行置乱加密。通过实验表明，混沌加密具有较好的安全性和伪随机性，即使密钥相差微小，经过混沌放大后也相差甚远。
　　 最后，将混沌置乱加密应用到数字水印技术中，利用混沌序列对水印进行加密后再嵌入到载体图像的整数小波域中，这样在不增加水印信息量的前提下可提高数字水印的保密性，而且并不影响水印的鲁棒性和不可见性。通过实验表明，该混沌加密算法具有简单灵活、可操作性强、水印鲁棒性良好等特点，是一种行之有效的算法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第一节 概述

第二节 信息安全技术的研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

第三节 本文的主要工作

第二章 数据加密基本方法

第一节 数据加密的起源和发展

2.1.1 数据加密的起源

2.1.2 密码的发展

第二节 密码系统

第三节 密码系统的分类

第四节 密码分析

第五节 分组密码

2.5.1 分组密码的工作模式

2.5.2 分组密码的设计原则

2.5.3 分组密码的结构

第六节 本章小结

第三章 混沌理论

第一节 混沌定义及其特征

第二节 Lyapunov指数

第三节 典型的混沌系统

3.3.1 Logistic混沌系统

3.3.2 Henon混沌系统

3.3.3 Lorenz混沌系统

第四节 混沌系统的判别和描述

第五节 混沌和密码学关系的研究和分析

第六节 本章小结

第四章 基于混沌理论的加密算法的设计

第一节 混沌加密的研究现状

第二节 混沌加密原理

第三节 混沌加密方案设计

第四节 实验仿真

第五节 本章小结

第五章 基于混沌加密的数字水印算法研究

第一节 数字水印的概念、分类及特性

第二节 数字水印技术的通用模型

第三节 图像数字水印的典型算法

5.3.1 空域水印的典型算法

5.3.2 变换域水印的典型算法

5.3.3 其他水印算法

第四节 一种基于混沌置乱加密的数字水印算法

5.4.1 算法思想

5.4.2 混沌置乱水印

5.4.3 水印算法原理

5.4.4 仿真实验

第五节 本章小结

第六章 结束语

参考文献

致谢