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《重庆大学》 2005年
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混沌在信息安全中的应用研究

陈永红  
【摘要】:混沌是非线性动力学系统所特有的一种运动形式,它广泛的存在于自然界,诸如物理、化学、生物学、地质学,以及技术科学、社会科学等各个科学领域。由于混沌具有特征:确定性、有界性、对初值的极端敏感性、长期不可预测性、正的最大Lyapunov 指数、遍历性等,它的应用也越来越广泛,目前主要应用包括:图像数据加密、保密通信、计算机图形处理、信号处理和通信、控制系统和优化等越来越多的领域和方向。其中,把混沌应用于信息安全中是近十几年来引起了学者们的极大关注,并已在信息安全领域获得了广泛的应用,并取得了一些较好的结果。 本论文围绕混沌理论与信息安全的原理及其应用,就一些诸如:混沌在数字图像信息加密解密中的应用;混沌系统的设计与实现;混沌在数字图像水印和信息隐藏技术中的应用;混沌同步控制技术及其在保密通信中的应用进行详细地研究与讨论。本文的主要研究成果包括: 1、提出了一种基于混沌的数字图像加密解密新算法。该方法将混沌直接引入图像加密算法中,真正的充分利用一种特殊混沌系统的简单性,以及对初始条件极其敏感性的特性,对以前图像加密解密算法进行了全面的改进。本算法具有加密算法简单、速度快、效果好和安全性高等特点。 2、提出了一种广义分段线性映射的概念,并对其进行改进与分析。先给出了广泛意义上的一维分段线性混沌映射的定义,和该混沌影射的特性。然后设计了一种四分段非对称的混沌系统,证明了其混沌性,并利用实验详细地分析了所设计系统的特性。最后,将生成的混沌序列转换成0-1 二进制混沌序列码,结果表明输出的混沌序列码具有良好的自相关性和互相关性。 3、提出了一些基于混沌的数字图像信息隐藏和水印算法。提出了一种基于混沌映射和图像融合的数字隐藏技术。用混沌映射结合图像融合,将隐藏信息隐藏在载体图像的不同位置,提高了隐藏的视觉效果,保证了隐藏信息的安全性。 提出了一种结合数字签名技术和混沌的水印系统。在该方法中,用混沌序列从原始图像中随机选取象素生成水印信号,如不知混沌初始值就难得到水印信号;再通过第三方数字签名认证系统签名认证,而没把水印真正的嵌入到宿主图像中,有很好的不可感知性,保证水印系统的安全。 提出了基于混沌序列模运算的水印算法。该方法利用一个特殊混沌映射生成的整数值混沌序列,并通过混沌序列模运算决定二值水印信号的嵌入位置,因此
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP309

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王大虎;非线性理论在保密通信中的应用研究[D];北京交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 杨夷梅;基于混沌序列和RSA算法的图像加密技术的研究[D];中南林业科技大学;2007年
2 国宪鹏;基于混沌系统的网络数字签名技术研究[D];燕山大学;2011年
3 王力;混沌理论在多媒体信息安全算法中的应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 曲丽丽;基于数字水印的信息隐藏技术研究与应用[D];南京理工大学;2006年
5 陆大兴;基于混沌映射与排序变换的图像置乱算法[D];重庆大学;2007年
6 侯佳音;混沌激光源特性对随机序列的影响[D];太原理工大学;2012年
7 张鸿久;网络分析在电力企业的应用研究[D];华北电力大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周红,凌燮亭;有限精度混沌系统的m序列扰动实现[J];电子学报;1997年07期
2 宋琪,朱光喜,容太平,罗航建;一种基于模运算的数字水印隐藏算法[J];电子学报;2002年06期
3 齐东旭,邹建成,韩效宥;一类新的置乱变换及其在图像信息隐蔽中的应用[J];中国科学E辑:技术科学;2000年05期
4 陈永红;黄席樾;;基于混沌序列的图像加密解密算法[J];计算机科学;2003年12期
5 陈永红,黄席樾;基于混沌序列的图像加密解密算法[J];计算机工程;2004年21期
6 易开祥,孙鑫,石教英;一种基于混沌序列的图像加密算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年09期
7 孙鑫,易开祥,孙优贤;基于混沌系统的图像加密算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年02期
8 纪震,肖薇薇,王建华,张基宏;基于混沌序列的多重数字图像水印算法[J];计算机学报;2003年11期
9 陈永红,黄席樾;一种混沌系统的设计及其在图像保密变换中的应用[J];计算机应用;2004年10期
10 陈永红;基于混沌的图像的数字水印隐藏算法[J];计算机仿真;2003年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 易开祥;数字图象加密与数字水印技术研究[D];浙江大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒲荣富;;基于正态分布的异常入侵检测系统[J];阿坝师范高等专科学校学报;2006年03期
2 曾庆海;马中军;王艺霖;;引入混沌理论的混凝土中氯离子传输机理研究[J];四川建筑科学研究;2007年01期
3 刘慧卿;周国峰;张先起;;空调负荷混沌特性分析与预测[J];四川建筑科学研究;2009年05期
4 高彩英;赵新建;;基于遗传算法的入侵检测系统[J];安防科技;2006年09期
5 鱼静,戴宗友;一种基于免疫原理的入侵检测系统模型[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
6 黄雄华,王伟;量子信息技术浅论[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
7 陈秀芳;;Snort技术在分布式入侵检测系统中的应用研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年04期
8 刘红玉;杨恒宇;;门限代理多重签名在网上注册中的研究[J];安徽科技;2007年09期
9 刘省贤;;模式匹配算法及其在农作物嫁接中的作用[J];安徽农业科学;2009年19期
10 秦益霖;史国栋;;农业科技服务系统中的基于复合混沌系统加密的图像信息保护算法[J];安徽农业科学;2010年27期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张光伟;高磊;;加密切面离线地图并在智能终端上的实现[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 刘润杰;申金媛;穆维新;;SCTP流量的混沌控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘润杰;申金媛;张端金;穆维新;;下一代网络信令流量的混沌预测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 蔡烽;石爱国;沈泓萃;;不规则波浪激励下的船舶横摇运动动力学研究[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
5 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;海浪非线性行为的参数化表征[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
6 杨文;张志敏;万浩;;一种改进的短期交通流量多步预测模型[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
7 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;不规则横浪中船舶大角横摇的非线性动力学分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
8 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;;风浪中舰船摇荡运动时历的混沌分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
9 李爽;李佼瑞;徐伟;;时滞网络系统周期间歇耦合控制同步[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
10 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;;两种波浪激励下的船舶横摇运动动力学研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗启彬;基于混沌理论的遥测信息安全技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
3 杨莉;基于可持续发展的我国电源结构优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李建平;面向异构数据源的网络安全态势感知模型与方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 赵金宪;复杂系统脆性理论在煤矿生产系统脆性风险评价中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 万九文;国际原油海运运费市场波动特征研究[D];大连海事大学;2010年
10 倪丽萍;基于分形技术的金融数据分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨映玲;安全套接层协议的研究与改进[D];华中农业大学;2010年
2 孙丽娟;基于煤矿瓦斯监测数据的煤与瓦斯突出预警技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 曹永超;超混沌系统的生成及同步控制研究[D];山东科技大学;2010年
4 张莉;n-GaAs中的混沌研究[D];长春理工大学;2010年
5 栗风永;基于混沌系统的公钥加密方案研究[D];郑州大学;2010年
6 秦雪丽;超高频RFID信息安全系统设计[D];郑州大学;2010年
7 李娅;基于混沌理论的电力谐波检测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 牛建光;ATN中敏感信息关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 陈海艳;分数阶混沌系统的同步控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁玮,闫伟齐,齐东旭;基于生命游戏的数字图像置乱与数字水印技术[J];北方工业大学学报;2000年01期
2 熊昌镇,邹建成;K进制面包师变换及其在数字图像加密中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
3 贾淑芸,黄荣怀,温孝东,叶卫平;基于置乱和混沌加密的数字图像水印技术研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年02期
4 童浩;陈兴蜀;严宏;;改进及优化Linux网络协议栈[J];电子科技大学学报;2007年S3期
5 马红光,韩崇昭,孔祥玉,王国华,许剑锋,朱小菲;复杂电子系统的故障跟踪算法[J];电路与系统学报;2004年05期
6 戴浩 ,杨林;端端通信系统安全体系结构[J];计算机安全;2004年02期
7 胡裕峰;朱善安;;混沌置乱在图像水印系统中的研究[J];电子器件;2008年05期
8 周红,罗杰,凌燮亭;混沌非线性反馈密码序列的理论设计和有限精度实现[J];电子学报;1997年10期
9 周红,俞军,凌燮亭;混沌前馈型流密码的设计[J];电子学报;1998年01期
10 黄继武,YunQ.SHI,程卫东;DCT域图像水印:嵌入对策和算法[J];电子学报;2000年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏桂平;信息安全中随机序列研究及小波分析的应用[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
2 茅耀斌;基于混沌的图像加密与数字水印技术研究[D];南京理工大学;2003年
3 席剑辉;混沌时间序列的长期预测方法研究[D];大连理工大学;2005年
4 樊春霞;混沌保密通信系统的研究[D];南京航空航天大学;2005年
5 侯小梅;电子商务安全与混沌加密的研究[D];华南理工大学;2001年
6 邓绍江;混沌理论及其在信息安全中的应用研究[D];重庆大学;2005年
7 肖迪;混沌理论在数字产品安全中的应用研究[D];重庆大学;2005年
8 黄方军;基于数字化混沌理论的信息安全研究[D];华中科技大学;2005年
9 张亚平;基于分布智能代理的自保护系统研究[D];天津大学;2005年
10 王云峰;基于混沌的密码算法及关键技术研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨柱;高速高性能数字物理噪声源的设计及其芯片实现[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2003年
2 王凤英;基于混沌理论的数字图像加密算法研究[D];燕山大学;2004年
3 韦鹏程;混沌序列密码设计与实现研究[D];重庆大学;2004年
4 潘新;基于混沌理论的系统信息安全的研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 郑挺;高速网络安全监控系统的研究与实现[D];国防科学技术大学;2003年
6 康效龙;网络攻击与攻击性检测技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 马杰;数字混沌加密算法研究与实现[D];大连理工大学;2005年
8 商艳红;数字图像加密技术的研究[D];北方工业大学;2005年
9 何小玲;基于混沌序列的盲检测数字音频水印算法[D];新疆大学;2005年
10 陈海永;DCT域图像水印算法的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王文珊;段念;;基于位平面信息隐藏算法的改进算法的实现与仿真分析[J];东华大学学报(自然科学版);2010年04期
2 吉胜军;;基于信息隐藏的软件加密方案[J];大众科技;2010年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 沈杨;基于数字水印的信息隐藏技术的研究[D];长春工业大学;2010年
2 张硕;小波分析与混沌理论在图像加密中的应用[D];桂林电子科技大学;2010年
3 黄桂超;基于混沌系统的自适应图像加密算法的研究与实现[D];重庆大学;2011年
4 龙璐岚;基于虹膜特征的数字水印算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 张明勋;图像数字水印算法研究[D];浙江大学;2010年
6 陈雅;基于分块DCT域的数字图像水印算法研究[D];南京理工大学;2008年
7 文娟;基于超小波和神经网络的数字水印技术[D];湖南大学;2010年
8 王磊;基于异或算法的混沌图像加密技术的研究[D];云南大学;2012年
9 胡维;基于约瑟夫遍历和模糊聚类的数字水印算法研究[D];南昌大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
2 孙伟;关于Arnold变换的周期性[J];北方工业大学学报;1999年01期
3 丁玮,闫伟齐,齐东旭;基于生命游戏的数字图像置乱与数字水印技术[J];北方工业大学学报;2000年01期
4 李国富,宋瑞霞,赵慧;椭圆曲线在数字图像隐藏中的应用[J];北方工业大学学报;2000年03期
5 韦志辉,秦鹏,欧阳宏彬,富煜清;基于小波域中视觉门限模型的数字水印技术[J];东南大学学报;1998年05期
6 黄继武,YunQ.SHI,程卫东;DCT域图像水印:嵌入对策和算法[J];电子学报;2000年04期
7 孙圣和,陆哲明;数字水印处理技术[J];电子学报;2000年08期
8 宋琪,朱光喜,容太平,罗航建;一种基于模运算的数字水印隐藏算法[J];电子学报;2002年06期
9 齐东旭,邹建成,韩效宥;一类新的置乱变换及其在图像信息隐蔽中的应用[J];中国科学E辑:技术科学;2000年05期
10 易开祥,孙鑫,石教英;一种基于混沌序列的图像加密算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 屈稳太,诸静;图像小波变换中的两个关键技术——滤波器的正则性与信号的边界处理[J];浙江大学学报(工学版);2003年02期
2 熊惠霖,张天序;边界环绕阵列机环境下图像小波变换最优并行算法[J];电子学报;1999年04期
3 宋晓阳;宋克欧;陈亚珠;;图像轮廓波变换及变换域隐马尔可夫模型的应用[J];中国图象图形学报;2009年09期
4 郑德忠,何群,韩芳芳;基于差值图像小波变换的图像压缩技术的研究[J];仪器仪表学报;2004年S1期
5 韩芳芳;段发阶;张宝峰;段晓杰;;用于视觉传感器的有理系数小波滤波器的设计[J];传感技术学报;2010年04期
6 史贵连;;基于小波多分辨理论的CT/MRI图像融合[J];医疗设备信息;2007年08期
7 王卫卫;杨波;宋国乡;;基于图像小波变换的自适应数字水印[J];计算机科学;2002年01期
8 万长明,赵宇明,赵丽;基于粗糙集的彩色文本图像特征分割算法[J];红外与激光工程;2003年06期
9 秦丽梅;王修信;梁维刚;农京辉;罗涟玲;;遥感图像林地与农田小波特征的神经网络识别[J];广西物理;2010年01期
10 王相海;;基于零树小波的图像空间与数率混合可分级编码研究[J];计算机科学;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 朱秋煜;阚伟;;MPEG-4任意形状图像小波变换编码研究[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
2 李炯;雷虎民;李国宏;康红霞;;基于小波网络的红外目标识别[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
3 邢帅;谭兵;徐青;耿则勋;;一种自适应关联多分辨分析的遥感影像融合算法[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨成;压缩采样中匹配追踪约束等距性分析及其应用[D];复旦大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张玮;基于小波变换的图像水印算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 王斌;面向深空通信的图像抗差错编码算法[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 张金艳;基于小波变换的数字图像多重水印算法研究[D];曲阜师范大学;2010年
4 毛雷波;基于小波变换的数字图像水印算法研究[D];重庆师范大学;2012年
5 黄平安;脑部CT图像的压缩应用[D];南京邮电大学;2012年
6 李莉;多描述图像与视频编码的研究[D];华侨大学;2011年
7 潘秋丰;基于两步稀疏编码和字典学习的SAR图像去斑[D];西安电子科技大学;2013年
8 邢移单;基于压缩感知的图像编码技术研究[D];长春工业大学;2014年
9 彭婷;基于传感器模式噪声的手机照片来源取证研究[D];长沙理工大学;2012年
10 沈美玲;基于DWT与HVS的感兴趣区域编码研究[D];武汉科技大学;2012年
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