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随着计算机网络和多媒体技术快速发展,网上信息量急剧膨胀,与此同时,信息安全问题引起人们的极大关注.在这数量浩瀚的多媒体信息中,图像信息以其形象生动以及信息量大等特点被人类广为利用,但是当数字图像在网上进行传输时,有可能会受到不法分子的篡改、拦截甚至破坏,因此,保护图像信息在传输过程中的安全是值得人们共同努力的.一直以来,传统的图像加密算法(如DES、AES)的加密对象是文本信息,而图像信息与文本信息之间又有着很大的区别,比如数字图像所包含的信息量比文本信息量大得多,并且允许一定范围之内的失真度,因而采用传统的加密算法对图像进行加密是不明智的.目前,因为混沌系统具有伪随机性、遍历性以及对初始条件的依赖敏感性,同时混沌序列具有良好的密码特性而受到人类的青睐.本文也是重点讨论了基于混沌系统的图像加密技术. 本文首先给出了混沌的定义、基本概念、特征,并简单陈述了几种典型的混沌系统.在此基础上,进一步提出两种加密算法.其一是基于斜帐篷映射的灰度图像加密算法,其二是基于广义Arnold映射的彩色图像加密算法.(1)在灰度图像加密算法的置乱阶段,利用与明文图像内容相关的参数动态地选择三个斜帐篷映射之一来产生混合混沌密钥序列,并采用像素互换操作实现置乱,提高了算法的各项加密性能.在扩散阶段,通过采用图像从右往左,从下往上的S形扩散机制,进一步提高了加密算法的安全性能和效率.(2)彩色图像加密算法的置乱过程通过利用广义Arnold映射的遍历性实现.把三维的明文图像矩阵转化为二维矩阵,并生成一个与明文相关的参数动态地选择两个广义Arnold映射之一进行迭代得到混沌序列,进而对图像进行置乱.在扩散阶段,利用另一个广义Arnold映射产生四个混沌序列,将置乱后的图像矩阵与这四个混沌序列做整行或整列的异或操作,进一步提高加密算法的各项性能.论文对所提出的两种加密算法进行了详细的实验分析,包括统计分析(直方图,相邻像素相关性,信息熵)、差分攻击分析、密钥敏感性分析、密钥空间分析、加密效率分析等. 结果表明,两种加密算法均具有巨大的密钥空间,对密钥和明文非常敏感、能抵抗各种常见的密码攻击,并能很好抵御已知明文/选择明文攻击等优良性能.