基于混沌理论和小波变换的图像加密.pdf

基于混沌理论与小波变换 的图像加密 组员：薛高茹 张庆春 祝志勇 2015年3月25 日 1、研究背景和意义 2、研究内容 3、技术路线和可行性分析 4 、总结与规划 基于混沌理论与小波变换的图像加密 2 图像相比于语言、文字，更能直观表达信息，因而成为信息 传输中的重要媒介。在图像通信过程中，往往要求发送方与接收 方进行保密通信，如军用卫星所拍摄的图片、金融机构的建筑图 纸、医院中患者的病历图像等等。这些图像信息不但涉及个人隐 私，有的甚至涉及国家安全。 但是图像在传输过程中，经常会遭到各种人为攻击：信息窃 取、数据篡改、病毒攻击等，同时由于网络环境的复杂性和多变 性，决定了网络安全威胁的客观存在，这些都给信息拥有者造成 巨大损失。因此如何保证图像的信息安全，成为广泛关注和研究 的热点。 基于混沌理论与小波变换的图像加密 3 1、基于矩阵变换/像素置乱的图像加密：它主要通过改变图像像 素点间的相互位置关系，使图像变成类似噪声、杂乱无章的形式。虽 然在视觉方面取得较好的加密效果但是只是降低像素间的相关性因此 保密性不高； 2 、基于现代密码体制的图像加密：它主要针对文本数据或二进 制数据，主要有DES、IDEA、RSA等算法。如果用此算法直接加密图 像会使得计算复杂度高、加密时间长； 3、基于DNA编码的加密算法：DNA分子具有巨大的并行性和高 密度数据存储等特征，适用于加密目标。它常与混沌系统结合适用于 图像加密，该类算法实现过程简单，可增强混沌系统的随机性，改善 加密效果。 4 、基于混沌理论的图像加密：混沌是一种发生在确定性系统中 类似随机的不规则动力学行为，具有对初始条件极其敏感、运动轨迹 不可预测和遍历性。但是一般它要与其他方法结合使用 基于混沌理论与小波变换的图像加密 4 通常加密算法应满足：破译密文所花费的代价大于密文信息的价 值或破译密文所花费的时间超过密文信息有效使用期这两条准则之一 。衡量安全性的指标： 1、密钥空间：图像加密或解密密钥的取值空间；密钥空间越大 越不易被破解； 2 、信息熵：测量信息的紊乱程度，反映了信息的不确定度。密 文图像中，灰度分布越均匀，信息熵就越大，包含的不确定信息就越 多。 3 、相关系数：图像中相邻像素之间具有较强相关性，相邻像素 间的相关性大小反映加密算法置乱效果的好坏。 4 、明文敏感性：如果明文图像作微小变化，会导致密文图像发 生很大程度的变化，说明加密算法对明文敏感，可有效抵抗差分攻击 基于混沌理论与小波变换的图像加密 5 从以下三方面开展了研究工作：  基于混沌序列的图像置乱。利用Logistic算法产生混 沌序列，并对序列进行二值化。  基于小波变换的多尺度时频分解。以小波变换对图 像进行多分辨率分解,将图像分解成不同空间、不同频率 的子图像。  基于Arnold变换的图像加密。利用Arnold映射对图 像进行伸缩、压缩、折叠及拼接。通过这一变换将数字 图像矩阵中的点重新排列。 基