【摘 要】
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信息安全始终围绕着人类的日常生活,随着近几年多媒体和云计算技术的快速发展,如何对数据隐私特别是图像信息进行保护已经成为了人们最为关心并亟待解决的问题。对传输的图像进行数据加密是防止数据隐私遭遇泄露的一项重要技术。研究表明,混沌系统因为其具有伪随机特性轨道,良好的拓扑传递性,以及对初始条件和一系列控制参数的敏感特性,能够在图像加密应用技术中起到十分重要的作用。相比于传统加密方式,使用混沌系统对图像进
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信息安全始终围绕着人类的日常生活,随着近几年多媒体和云计算技术的快速发展,如何对数据隐私特别是图像信息进行保护已经成为了人们最为关心并亟待解决的问题。对传输的图像进行数据加密是防止数据隐私遭遇泄露的一项重要技术。研究表明,混沌系统因为其具有伪随机特性轨道,良好的拓扑传递性,以及对初始条件和一系列控制参数的敏感特性,能够在图像加密应用技术中起到十分重要的作用。相比于传统加密方式,使用混沌系统对图像进行加密效果更好,并且有更高的安全性。本文首先对基于混沌系统的图像加密方法进行简要论述,通过分析研究,结合最新的混沌理论,设计出安全性更好、加密解密效率更高的加密系统。本文的主要研究内容以及我做的工作包括了以下几个方面:(1)首先对图像加密算法中常用的置乱算法和扩散算法进行比较分析,并对算法使用常见的分析指标进行对比评价;(2)为了适应不同复杂程度的图像加密效率,本文提出一种基于遗传算法的混沌数字图像加密方案。利用遗传算法最优化特性,对加密过程中的部分参数作优化处理。实验结果分析表明,结合了遗传算法的加密方案不仅可以更好地解决原先普遍存在的图像加密效率问题,同时也提高了加密过程中的安全性;(3)为增强密钥安全性,提出一种基于遗传算法的复合密钥图像加密算法,通过混沌映射与公钥、混沌映射与部分私钥相互作用产生密钥矩阵,然后结合遗传算法对密钥矩阵进行优化操作,得到适应度值最高的作为最终密钥,对图像进行异或、扩散和置乱加密。实验证明,基于遗传算法的复合密钥图像加密系统过程简单但又不失复杂度,能够保证算法的运行效率,以及保证合理的加密/解密时间。
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