基于混沌系统和双向扩散的图像加密算法

摘要

针对部分图像加密算法与明文无关,安全性差以及加密效率低的问题,设计一种基于分段线性混沌映射且与明文关联的图像加密算法.首先,将初始值和参数作为密钥,迭代分段线性混沌映射,产生混沌序列;其次,利用产生的混沌序列设计一个混沌密码发生器,产生与明文图像大小相同的4个随机矩阵,记作X、Y、R和W,运用X矩阵对明文做前向扩散,得到矩阵A,再运用R和W矩阵设计一种与明文关联的置乱方法对矩阵A进行置乱得到矩阵B,在置乱的过程中还进行了循环移位操作使加密效果更好;最后运用Y矩阵对矩阵B做后向扩散,得到呈现噪声样式和不再具有可视信息的最终密文图像.通过实验仿真证明,该加密算法密钥空间大,密钥敏感性强,信息熵接近理论值8,抗差分攻击和统计攻击能力强,得到的密文图像相邻像素相关性低,安全性高.