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如今,在网络通信技术的飞速发展的时代,多媒体通信成为互联网信息的主要传输方式。在多媒体信息中,与声音和文字信息相比,数字图像更加生动、形象,包含十分丰富的信息量。所以数字图像成为人们传递信息、共享信息和进行日常沟通的重要方式。然而,因为数字图像拥有庞大的数据量、数据冗余和相邻像素间较强相关性的特性,传统的加密算法如MD5,IDEA,AES等并不适合对图像进行加密。由于混沌动力学的发展,人们发现混沌系统,尤其是超混沌系统,有着出色的内在随机性、遍历性并且对系统参数和初始值是极其敏感的,使得其具有优越的混合特性和扩散特性,与密码学有着天然的联系。从而激发了研究人员对混沌图像加密算法的研究兴趣。本文首先介绍了混沌图像加密的研究背景和意义,介绍了混沌以及多翼混沌的研究现状,介绍了基于混沌的图像加密算法近些年在国内外的发展与研究近况。然后,介绍了混沌的定义与主要特性等基本理论以及密码学与图像加密技术。在此基础上我们设计了两种基于多翼超混沌吸引子的图像加密方案。(1)基于多翼超混沌的使用像素置乱和比特置乱的图像加密算法。首先,使用混沌加密与传统加密相结合的方式先后对图像进行像素级置乱和比特级置乱,这样不仅置乱了像素的位置,同时还改变了像素值内部的比特;然后,进行一轮扩散过程增强加密算法的安全性。(2)基于多翼超混沌系统和置乱扩散结构的新颖的彩色图像加密算法。首先,该算法使用了混合尺,G,B三种彩色成分的块置乱的方式来增强各个成分之间的依赖性,除此之外,使用块置乱的方式还可以节省加密过程中的时间花费;然后,使用多翼超混沌系统产生的密钥流对其进行扩散。在扩散过程中,再次使R,G,B三种彩色成分相互影响,并使成分G进行逆序扩散。这样,即使改变图像的最后一个像素值,我们将会得到两幅完全不同的密文图像。最后,从统计特性、明文与密钥的敏感性、密钥空间和信息熵等方面对提出的加密算法使用Matlab进行实验仿真。仿真结果表明相较于其它基于混沌的图像加密算法,我们提出的算法拥有更好的抵抗统计攻击和差分攻击的能力、更大的密钥空间以及更接近于8的信息熵。