基于混合混沌序列的对称图像加密算法设计.pdfVIP

第33卷第10期 武汉大学学报·信息科学版 V01．33No．10 GeomaticsandInformationScienceofWuhan 0Ct．2008 2008年10月 University 文章编号：1671—8860(2008)10—1084-04 文献标志码：A 基于混合混沌序列的对称图像加密算法设计 郭锦娣1 周雁舟1’2 (1信息工程大学电子技术学院，郑州市商城东路12号。450004) (2武汉大学计算机学院．武汉市珞喻路129号，430079) 摘要：通过时部分数字化混沌图像加密算法的分析研究，设计了一种混沌对称图像加密算法。该对称图像 储作为j#线性变换。实验结果证明，算法克服了初始混沌序列和初始信号的相关性，输出的序列满足平衡性、 大周期、高线性复杂度和理想的相关特性等基本的密码特性。算法设计环节中加入了记忆成份和压缩环节， 使得针对这两个混沌映射的现有分析方法不再有效，并且可以实现较高的加密速度。 关键词：混沌密码；Logistic映射tChebyshev映射；图像加密；加密算法 中图法分类号：TN918．1；TP751 20世纪80年代，混沌理论开始涉足密码领 域。许多混沌系统的基本特性[1]，如遍历性、混合 性、确定性和对初始条件的敏感性都可以和密码 (2) 学中的混乱和扩散概念联系起来。因此，基于混 沌系统来设计面向图像处理的密码算法就变得自 1 混沌对称图像加密算法的设计与 然了，从而出现了混沌密码，也就是将混沌映射作 实现 为编码环节所设计的密码算法。混沌密码作为一 类新型的密码技术，近年来，在数据加密[2-6]、图像 本文的混沌对称图像加密算法基于Logistic 加密盱91和数字水印‘Io,113等领域得到了广泛研 和Chebyshev映射，简称为LC混沌对称图像加 究，成为当前信息安全领域研究的热点之一。 密算法。算法的密钥参数为两个混沌映射的初态 混沌对称图像加密算法的特点是混沌映射的 z。与Y。，且z。与Y。的精度都为64位。设M×N 使用。混沌特性只是保证了混沌序列的微小变化 大小的原始图像为J一，用(i，J，g(i，歹))表示图像， 最终将导致混沌序列不可预测的变化，但却不能 (i，J)为某一像素坐标，g(i，歹)为该像素的灰度 保证开始几个信号与初态强烈的相关性，因而可 值，式中O≤i≤M一1，O≤i≤N一1，所设计的混 借助密码学中的相关求解的思想对初态进行求 沌图像加密算法包括以下5个步骤。 解，如一些基于Logistic映射的图像加密算法的 破译[12-14]。 始值，先迭代200次不输出，然后从第201次开 Logistic映射是最典型的，也是研究最广泛始，通过迭代生成混沌序列X。，z：，…，z。，…，并 的混沌系统之一[13’15|。本文所使用的Logistic映由该混沌序列生成序列l。，Z：，…，l。，…，式中，lt 射为 =[232五]。 zf∈(O，1) z升1=f(x。)=4x。(1一z。) (1) 初始值，先迭代200次不输出，然后从第201次开 Chebyshev映射是一个一维混沌映射，其迭代方始，通过迭代生成混沌序列Y。，Y：，…，弘，…，并 由该混沌序列生成序列m。，m。，…，m。，…，这里 程简单，且易于实现。志阶Chebyshev映射为： 收稿日期：2008—08-28。