【摘 要】
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伴随互联网和大数据的发展,图像加密方法的研究就成为当前信息安全领域的研究热点之一。数字图像作为当代多媒体中信息的表达形式,传统的图像加密技术难以满足数字图像加密数
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伴随互联网和大数据的发展,图像加密方法的研究就成为当前信息安全领域的研究热点之一。数字图像作为当代多媒体中信息的表达形式,传统的图像加密技术难以满足数字图像加密数据量大、冗余度高的特点。基于混沌的图像加密方法因其具有遍历性、高敏感度和伪随机等特性,更适用于图像加密。本文在对混沌系统理论和DNA编码理论的进行学习与分析的基础之上,设计出两种基于混沌和DNA编码的图像加密方法:第一,设计了一种基于混沌系统与动态DNA编码的数字图像加密技术。利用混沌映射索引序列置乱图像像素位置矩阵,对图像矩阵进行动态DNA编码,并与给定的DNA序列进行碱基运算。再用Keccak对给定的DNA序列计算散列值作为混沌Chen系统的初值,根据超混沌Chen系统产生的四进制超混沌序列对DNA编码像素值进行一定次数的碱基置换。最后通过密文反馈和混沌系统迭代来进一步增强算法的混淆和扩散特性。第二,设计了一种基于变步长约瑟夫遍历和DNA动态编码的算法。首先通过对约瑟夫遍历的深入分析,将混沌映射产生的随机序列作为约瑟夫遍历的变步长,对像素位置进行置乱,从而进行图像加密算法。其次,针对DNA计算规则缺少安全性问题。动态选择DNA编码规则,对图像进行DNA编码,并与给定的DNA序列进行碱基运算。由于对图像像素的DNA编码规则是动态的,很好地解决了DNA编码规则少所带来的安全隐患,提高了算法的安全性。再来,通过密文反馈和混沌系统迭代来提高算法的混淆和扩散特性。测试结果发现,该算法不仅密钥空间大、对密钥的敏感性强,而且能有效抵御统计性分析和穷举分析等攻击操作。本文最后对文章内容进行了总结,并对以后的研究方向进行了展望。
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