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《重庆大学》 2006年
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基于混沌的图像信息安全算法研究

何希平  
【摘要】: 基于计算机和网络的信息交换为多媒体数字作品的使用、传播提供了便利的途径,然而数字作品极易被非法复制和篡改的特性,使得数字作品的信息加密和版权保护成为迫切需要解决的问题。由于图像信息的数据量大、冗余度高,已给传统密码提出了挑战,而混沌密码在多媒体信息的加密上体现了强大的优势。论文首先研究了混沌理论的基础知识和用于图像信息安全的混沌动力系统。然后,着重研究了基于混沌的身份标识Hash加密算法、用于图像信息版权保护的小波域彩色图像水印算法和基于混沌的彩色图像加密算法,取得了以下主要创新成果: 1、研究了混沌理论及其在图像信息安全中的应用。 弄清了混沌现象的基本特征和混沌的主要度量特征,深入研究了常用于图像信息安全的一维、二维和三维混沌映射及其特征,并讨论了图像信息安全对混沌系统的客观要求,为图像信息安全技术中进行混沌系统的评判、设计和选择提供了理论依据。 2、设计了基于混沌的身份标识加密算法。 针对图像信息安全保护中的用户身份标识的加密问题,设计了高安全、低复杂性的混沌加密的Hash函数;针对可识别明文到可识别密文的映射需求问题,进一步设计了排序基础上的多对一加密映射;针对由可识别明文到认证证书与加密过程中需要生成密钥序列的需求问题,设计了具有明文依赖性和自相关性特点的认证证书构建函数。加密过程具有随机和不确定性,而对给定输入加密生成的密文却具有唯一确定性。加密生成的证书是不可破译的。 3、设计了基于混沌与小波的彩色数字图像盲水印算法。 针对图像版权保护问题,研究了问题所涉及到的信息隐藏与数字水印技术,指出了信息隐藏技术应该解决的主要问题;研究了图像数字水印技术的实现方法,明确提出了数字水印技术的通用模型和数字水印技术的性能指标;概括了数字水印的种类,指出了数字水印技术中水印域的选取策略。最后,设计了一种将随机机制引入到在小波变换域通过混沌映射和统计方法实现水印的嵌入与提取的算法,解决了低通滤波及裁剪等几何攻击使水印丢失的问题,提高了水印的鲁棒性与抗几何攻击的能力。 4、设计了彩色数字图像的混沌加密算法。 设计了一种基于遍历矩阵的图像遍历算法,将二维图像变为混乱的一维向量,解决了传统遍历矩阵不能处理非方阵图像的问题;设计了恰当的非线性混
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP309

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 卢振泰;辛学刚;陈武凡;;基于Z字形编码的数字图像加密[J];计算机工程与设计;2009年09期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 孙光辉;分数阶混沌系统的控制及同步研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 王小敏;非线性动力学滤波器设计及其在信息安全中的应用研究[D];西南交通大学;2007年
3 丁文霞;基于混沌理论的多媒体信息安全算法研究[D];国防科学技术大学;2008年
4 谢建全;面向数字图像的大容量信息隐藏算法研究[D];中南大学;2009年
5 胡裕峰;图像变换域数字水印技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 景琪;基于混沌的图像保密传输的研究[D];长春理工大学;2011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 肖华荣;像素位置与像素值双重置换的混沌加密研究[D];重庆交通大学;2011年
4 孔瑞卿;基于M-J分形集的图像加密与编码算法研究[D];大连理工大学;2011年
5 邢巧英;基于混沌系统的图像加密算法研究[D];大连海事大学;2008年
6 杨善义;基于混沌的数字图像加密算法研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
7 王英;基于混沌的信息隐藏研究[D];湘潭大学;2009年
8 李川;一种基于混沌映射的图像信息隐藏与提取算法[D];信阳师范学院;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘尚懿,王丽君;一种基于混沌全排列的图像置乱算法[J];鞍山科技大学学报;2005年05期
2 邹建成,唐旭晖,李国富;数字图像的仿射模变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年03期
3 李国富;基于正交拉丁方的数字图像置乱方法[J];北方工业大学学报;2001年01期
4 邹建成;基于原根的数字图像置乱技术[J];北方工业大学学报;2001年03期
5 闫伟齐,邹建成,齐东旭;一种基于DES的数字图像置乱新方法[J];北方工业大学学报;2002年01期
6 王英,郑德玲,鞠磊;基于Lorenz混沌系统的数字图像加密算法[J];北京科技大学学报;2004年06期
7 孙林红,叶顶锋,吕述望,冯登国;序列密码的复合攻击法[J];电子与信息学报;2004年01期
8 张胜元,陈杰;基于矩阵变换的数字图像置乱技术[J];福建师范大学学报(自然科学版);2004年04期
9 邹建成,李国富,齐东旭;广义Gray码及其在数字图像置乱中的应用[J];高校应用数学学报A辑(中文版);2002年03期
10 徐英祥,尹丽,黄明游;一类含有参数和有理奇性哈密顿系统的同宿与异宿轨道[J];高校应用数学学报A辑(中文版);2004年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张硕;蔡如华;蒋英春;;基于混沌调制的图像双置乱算法[J];合肥师范学院学报;2009年03期
2 周锐;;国家现代远程教育资源库的数字版权保护系统设计研究[J];安徽广播电视大学学报;2009年03期
3 姜婷;何鲲;;基于小波变换和置乱技术的自适应二值水印新算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
4 朱贵良;王卫苹;张晓强;王蒙蒙;;基于多级多层置乱的数字图像加密新算法研究[J];信息安全与技术;2010年06期
5 马俊;伍江江;任江春;;基于可信计算的文档主动防护模型[J];信息安全与技术;2010年06期
6 邵泽云;;基于“Z字型”变换的数字图像置乱技术[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2007年01期
7 郑江云;;基于信噪比的完全自适应灰度图像水印算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
8 张美玲,谢元旦,栾丽华,刘俊清;基于小波变换的鲁棒型数字图像水印算法[J];鞍山科技大学学报;2004年05期
9 刘尚懿,王丽君;一种基于混沌全排列的图像置乱算法[J];鞍山科技大学学报;2005年05期
10 钱丽娜;谢元旦;张丹平;刘俊清;;基于位扩展的小波域彩色数字水印算法[J];鞍山科技大学学报;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李环;华宇宁;冯敏;;基于改进小波变换的音频水印算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 王艳娜;徐国胜;;一种基于RSA和SHA1的软件保护方案[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
3 杨子华;黄晓宇;丁敬忠;;一种基于图像内容的小波域半脆弱水印算法[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
4 马丁;;一种改进Arnold变换的数字图像加密算法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
5 牛少彰;舒南飞;;基于DCT域的数字图像双水印算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
6 李欣;林代茂;;一种基于标签排序的Swf文件版权保护方法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
7 刘绍辉;龚龙;姚鸿勋;;基于多维梯度能量的空域隐写分析[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
8 王舰;汤光明;;基于SVM的图像隐写检测分析[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
9 王泽辉;;数字音频的新型密码体制及信息隐藏的普适框架[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
10 徐达文;王让定;;基于分块三维小波变换的盲视频水印算法[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈雪松;音频数字水印算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 彭宏;基于机器学习方法的数字音频水印技术研究[D];电子科技大学;2010年
3 曾宪庭;基于图像的无损信息隐藏技术研究[D];浙江大学;2010年
4 李卓;图像信息隐藏与隐写分析算法的研究[D];浙江大学;2010年
5 王鑫;数字图像盲取证技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
6 王丽云;抗几何攻击的视频水印算法研究[D];华中科技大学;2011年
7 谢春辉;音频隐藏分析方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 王翠平;基于统计分析的音频隐写分析研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 王昱洁;音频隐写分析机理与关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 杨鹏;基于广义随机Petri网理论的SIP的研究[D];兰州理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐雯;VDR音频数据数字水印算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 辛涛;基于混合神经网络的视频序列压缩与加密算法研究[D];大连理工大学;2010年
3 栾若星;可视二维条码的设计和编码方法研究[D];辽宁师范大学;2010年
4 兰世爽;基于SIFT特征点的抗几何攻击数字水印研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 袁岁维;数字图像加密与加密算法性能评价研究[D];西安邮电学院;2010年
6 欧阳菲菲;基于神经网络后处理的数字水印算法[D];苏州大学;2010年
7 魏雯;基于小波变换和HVS的彩色图像水印算法研究[D];苏州大学;2010年
8 沈翀;基于灰度梯度共生矩阵最大熵估计的盲视频水印算法[D];苏州大学;2010年
9 江为苍;基于DCT的自适应彩色图像水印算法研究[D];合肥工业大学;2010年
10 黄宇轩;通用电子文档防泄密技术研究与实现[D];北京邮电大学;2011年
【同被引文献】
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 邹建成,铁小匀;数字图像的二维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年01期
3 李国富;基于正交拉丁方的数字图像置乱方法[J];北方工业大学学报;2001年01期
4 钟文琦,刘雪,商艳红,邹建成;一种改进DES的数字图像加密方法[J];北方工业大学学报;2005年01期
5 扆佳,魏学业;一类混沌系统的实现及其在保密通信中的应用[J];北方交通大学学报;2002年04期
6 杨威;赵剡;许东;;基于人眼视觉的结构相似度图像质量评价方法[J];北京航空航天大学学报;2008年01期
7 王英,郑德玲,鞠磊;基于Lorenz混沌系统的数字图像加密算法[J];北京科技大学学报;2004年06期
8 高飞,李兴华;基于混沌序列的位图像加密研究[J];北京理工大学学报;2005年05期
9 暴海龙,朱东华;专利情报分析方法综述[J];北京理工大学学报(社会科学版);2002年S1期
10 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
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈永强;胡汉平;;基于二维Logistic混沌映射的数字图像流加密算法[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王宏霞;混沌技术在现代保密通信中的应用研究[D];电子科技大学;2002年
2 伯晓晨;图象信息隐藏的理论模型与若干关键技术的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 戴跃伟;信息隐藏技术的理论及应用研究[D];南京理工大学;2002年
4 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
5 廉士国;多媒体快速加密算法研究[D];南京理工大学;2005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 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
8 李旭超;小波变换和马尔可夫随机场在图像降噪与分割中的应用研究[D];浙江大学;2006年
9 庞晓红;图像数字水印理论与技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 徐迎晖;文本载体信息隐藏技术研究[D];北京邮电大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林卫强;一种基于混沌动力系统的图象压缩加密算法[D];福州大学;2004年
2 马莉莉;中国股票市场非线性的实证与应用研究[D];武汉大学;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 商艳红;数字图像加密技术的研究[D];北方工业大学;2005年
5 詹新生;图像加密置乱性能分析[D];郑州大学;2005年
6 李力;基于混沌理论的密码算法研究和实现[D];中南大学;2005年
7 李林;基于分数阶变换的干扰抑制技术[D];西南交通大学;2006年
8 钟华;基于混沌技术的图像加密研究[D];长沙理工大学;2006年
9 林雪辉;数字图像置乱效果研究[D];暨南大学;2006年
10 张薇薇;基于混沌理论的保密通信应用研究[D];大连海事大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 牛万红;潘晨;;基于NMF及其正交投影变换的数字水印算法[J];北京理工大学学报;2011年06期
2 刘真;丁盈盈;;一种优化的基于DWT的抗打印扫描的数字水印算法[J];包装工程;2011年11期
3 李佩玥;古力;隋永新;杨怀江;;基于轨道扰动的混沌单向散列函数设计[J];光学精密工程;2010年09期
4 王继军;;基于改进遍历矩阵和像素值扩散的通用图像加密算法[J];计算机应用;2012年06期
5 牛万红;柳长青;;一种基于K-L变换的数字图像水印算法[J];济南大学学报(自然科学版);2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 郭现峰;基于混沌动态S盒的密码算法及其应用研究[D];西南交通大学;2011年
2 李恒建;掌纹图像压缩加密及其安全认证研究[D];西南交通大学;2010年
3 梁惠;视频信息隐藏关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 郭伟;混沌Hash函数安全性分析和构造[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 甘斌;基于奇异值分解的DWT数字水印算法研究与优化[D];南昌大学;2010年
2 聂大宝;AutoCAD电子签章插件的设计与实现[D];电子科技大学;2010年
3 金茜茜;XML技术在数字水印中的应用[D];西安工业大学;2011年
4 罗慧军;基于混沌元胞自动机的图像加密算法的研究与实现[D];江西理工大学;2011年
5 胡金;基于改进PSO算法的网格任务调度算法[D];中南大学;2011年
6 文川;基于随机共振的LFM信号检测与参数估计[D];西南交通大学;2011年
7 徐凯平;ECC和图像隐藏技术在保密文档安全传输中的研究与应用[D];南京航空航天大学;2010年
8 谭菲;数字图像信息隐藏技术的研究与应用[D];西安科技大学;2011年
9 成世鑫;计算机网络作战C2组织模型研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 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
【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;基于离散余弦变换的数字水印图象[J];北方工业大学学报;1999年03期
4 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
5 邹建成,铁小匀;数字图像的二维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年01期
6 邹建成,唐旭晖,李国富;数字图像的仿射模变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年03期
7 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
8 李国富;基于正交拉丁方的数字图像置乱方法[J];北方工业大学学报;2001年01期
9 邹建成;基于原根的数字图像置乱技术[J];北方工业大学学报;2001年03期
10 闫伟齐,邹建成,齐东旭;一种基于DES的数字图像置乱新方法[J];北方工业大学学报;2002年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜明新;迟学芬;;基于IWT和HVS的彩色图像数字水印算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2007年01期
2 张志刚;项莉萍;;一种基于小波变换的彩色图像数字水印算法研究[J];淮北煤炭师范学院学报(自然科学版);2008年01期
3 刘连山,李人厚,高琦;基于DWT的彩色图像绿色分量数字水印方案[J];通信学报;2005年07期
4 李颖;蔡翔云;;一种新的基于混沌映射置乱和小波变换的数字水印算法[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年21期
5 王小林;王朋飞;;数字水印跳变技术研究[J];计算机技术与发展;2008年02期
6 王坤;杨峰;;一种改进的基于DWT的彩色图像水印算法[J];信息技术与信息化;2009年01期
7 穆晓慧;叶汉民;谭惠尹;;基于混沌加密和HVS在数字水印算法中的应用[J];软件导刊;2011年02期
8 郭琳琴;高小勇;;一种新的数字图像水印嵌入和提取算法[J];吕梁高等专科学校学报;2009年01期
9 焦问;丁文霞;;一种基于混沌映射和奇异值分解的数字图像水印算法[J];信号处理;2011年08期
10 刘芳;冯雁;潘新艳;;基于DWT域的自适应彩色图像水印算法[J];微计算机信息;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 夏旭;陈志刚;;一种P2P环境下的彩色图像数字水印认证算法研究[A];第三届和谐人机环境联合学术会议(HHME2007)论文集[C];2007年
2 赵学军;李鹏;宁书年;;基于DHT的彩色图像自适应水印算法[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
3 田蕾;张家树;;基于密钥的混沌数字水印方法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
4 何沛思;孙季丰;;ICA和子采样在DWT域彩色图像水印中的应用[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
5 林琦;王丽娜;董晓梅;于戈;申德荣;;MPEG视频信息中的数字水印研究与实现[A];第十九届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2002年
6 谭亮;徐升华;;基于多小波的数字水印优化[A];信息化、工业化融合与服务创新——第十三届计算机模拟与信息技术学术会议论文集[C];2011年
7 程卫东;黄继武;刘红梅;;基于彩色图像亮度分量的隐形水印盲检测算法[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
8 韩翠青;陈家新;;彩色图像水印嵌入彩色水印算法[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
9 张春田;;信息隐藏与数字水印[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
10 王巧龙;王钲旋;许志闻;;一个基于相似变换不变性的数字水印算法[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;信息安全技术成为市场关注热点[N];人民邮电;2000年
2 赵海军;融合唱大戏 方正信息安全2007巡展开幕[N];中国计算机报;2007年
3 ;谈新一代的内网安全技术对工业部门的作用和影响[N];中国工业报;2007年
4 马文方;微软与公安部三所共促信息安全[N];中国计算机报;2003年
5 晓阳;方正安全2007巡展起锚[N];中国税务报;2007年
6 卿斯汉;信息安全技术加速中国信息化进程[N];中国计算机报;2002年
7 周东;北京民协软件企业共建信息安全绿色家园[N];中国高新技术产业导报;2007年
8 全国信息安全标准化技术委员会主任委员 曲维枝;加强标准建设 为信息安全保驾护航[N];中国计算机报;2008年
9 刘秀丽;天融信巡展谋安全局[N];中国现代企业报;2007年
10 实习记者 郑燃;涉密IT产品采购提上日程[N];政府采购信息报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何希平;基于混沌的图像信息安全算法研究[D];重庆大学;2006年
2 陈永红;混沌在信息安全中的应用研究[D];重庆大学;2005年
3 彭军;混沌在网络信息安全中的应用研究[D];重庆大学;2003年
4 邓铭辉;抗几何攻击的鲁棒数字水印技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
5 张志明;信息安全中的数字水印技术研究[D];西北工业大学;2003年
6 孙树森;三维模型数字水印技术及防重构技术研究[D];浙江大学;2006年
7 丁文霞;基于混沌理论的多媒体信息安全算法研究[D];国防科学技术大学;2008年
8 曾高荣;数字水印的鲁棒性评测建模和算法研究[D];北京交通大学;2010年
9 杜江;信息隐藏与数字水印技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
10 温泉;多媒体数字水印的鲁棒性和不可感知性研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 欧阳麒;移动二维条码电子票证安全数字水印方案研究[D];上海交通大学;2007年
2 王毅东;基于混沌的数字水印研究与应用[D];山东大学;2009年
3 张绚蕾;数字水印算法研究[D];西安理工大学;2008年
4 凡国珍;鲁棒性盲水印算法的研究[D];国防科学技术大学;2004年
5 朱建红;基于DCT域的自适应彩色图像数字水印技术研究[D];河海大学;2004年
6 姜明新;基于第二代小波变换的彩色图像数字水印技术[D];吉林大学;2005年
7 尉迟亮;数字水印系统和图像的鲁棒性数字水印研究[D];苏州大学;2006年
8 陈涛;基于DCT域的数字图像水印算法研究及应用[D];山东师范大学;2011年
9 郭琳琴;基于小波变换和HVS的彩色数字图像水印算法研究[D];天津大学;2006年
10 张小飞;基于混沌特性的小波数字水印算法研究[D];南京信息工程大学;2007年
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