基于超混沌系统的图像加密技术研究

【摘要】：随着网络和信息技术的飞速发展,网络信息安全和保密问题显得更加重要和突出。混沌系统由于具有良好的伪随机特性,长期的不可预测性,很容易再次产生的信号,因此这使得混沌信号具备天生的隐蔽性,并且混沌系统高复杂性和易于实现,将混沌理论应用于密码学已成为目前国内外备受关注的学术热点。 首先,介绍了混沌理论的相关知识,阐述了现代密码学体制的原理,重点介绍了混沌系统在密码学上的应用。 其次,基于原有超混沌系统,提出了一个新的四维超混沌系统,并分析了该系统的混沌吸引子相图、平衡点以其性质、李雅普诺夫(Lyapunov)指数等非线性动力学特性,证明了系统是超混沌的,并对新超混沌系统产生的混沌序列进行了相关性等一系列复杂性分析。 最后,利用该混沌系统产生的混沌序列对图像进行加密研究,在对已有基于混沌理论的图像加密算法分析的基础上,鉴于低维混沌存在密钥空间小、安全性不高的缺点,与混沌系统相比,超混沌系统有更多正的李雅普诺夫指数、更加复杂和难以预测的动力学特性,提出了一个基于新混沌系统的加密方案,对该方案进行了重点阐述,用计算机对其进行仿真实验,同时分析了本算法的密钥空间大小、初值敏感情况等,实验结果及安全性分析表明算法能够达到密码学上要求的混淆和扩散的目的,并且加解密对外部密钥极端敏感,密钥空间较大,统计特性良好,具有较强的抵御穷举攻击、统计攻击、已知明文攻击的能力。

【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP309.7