一种基于小波变换的混沌图像加密算法

摘要

近年来，随着宽带网的发展，图像数据在网上越来越流行。可是，网络上的一些图像数据是要求保密通信的，为了保护他们不被窃取，就需要加密图像数据。 本文简要介绍了数字图像加密技术的意义、研究现状及发展趋势，探讨了数字图像加密和密码学的基本原理。根据混沌系统具有伪随机性、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感的特性，提出了将二维logistic混沌映射与数字图像加密技术相结合，可以构造出非常好的图像信息加密系统。本文研究了二维Logistic混沌映射的性质，提出了一种二维logistic混沌序列的生成方法，然后讨论用其对图像离散小波变换后系数矩阵进行调整和置乱处理问题。组织了加密图像的破解实验、抗干扰实验和聚类压缩后加密实验。实验结果表明该混沌序列加解密算法，扩展了密文空间，密文分布均匀，能够克服低维混沌动力学系统易受攻击的缺点。具有密图文件保密性高，密钥简单，重构图像与原图像一致性良好等特点。而且本算法能够经受住传输过程中噪声的影响。结合模糊聚类压缩算法加密压缩后的图像效果良好，且大大减少了图像数据的传输量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景和意义

1.2数字图像加密的进展状况

1.3研究的主要内容

1.4各章内容安排

第2章密码学和混沌的基本理论

2.1密码学基本原理

2.1.1密码系统

2.1.2密码学组成

2.1.3密码系统的基本要求

2.2混沌的基本原理

2.2.1混沌的定义

2.2.2混沌的特征

2.2.3混沌系统的判别和描述

2.2.4常见的混沌映射及其混沌序列

2.3本章小结

第3章小波变换基本理论及在图像处理中的应用

3.1小波变换的基本理论

3.1.1连续小波变换

3.1.2离散小波变换

3.1.3小波多分辨率分析

3.2小波理论在图像处理中的应用

3.2.1图像小波变换

3.2.2图像小波分解最优小波基的选择

3.2.3图像小波分解的特点

3.3模糊聚类量化小波图像压缩算法

3.3.1势函数模糊聚类

3.3.2系数量化

3.3.3系数编码

3.4本章小结

第4章二维Logistic混沌映射图像加/解密算法

4.1二维Logistic混沌映射系统

4.2加密模板和置乱序列的生成

4.3混沌图像加/解密算法

4.4实验结果及分析

4.4.1加密实验

4.4.2抗干扰实验

4.4.3基于模糊聚类压缩算法的加密实验

4.5混沌加密算法安全性分析

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录