基于Hopfield神经网络与压缩感知的混沌图像加密算法研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:redsouler
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
混沌系统具有非线性的性质,它对初始条件以及系统参数十分敏感。近年来,为了提高图像加密技术的性能,将混沌应用于图像加密算法当中,这种结合不但使得图像加密算法领域有了更加丰富的学科背景,还大大提高了图像加密算法的安全性。但是,有一些图像加密算法存在明文或者密文不相关、置乱和扩散过程独立等漏洞,就容易受到攻击和破译。针对以上问题本文给出了两种图像加密算法。本文主要工作及创新如下:(1)基于混沌与神经网络,给出了一种将置乱和扩散同时进行的加密算法,克服了传统加密算法中置乱和扩散独立的问题。首先,第一次置乱与第一次扩散是同时进行的;然后利用Hopfield神经网络生成第二次的扩散矩阵,而且驱动Hopfield神经网络系统的初始值是与明文信息相关的,这样不但可以抵抗选择明文攻击,而且还提高了密钥的敏感性;最后,利用混沌系统的伪随机性二次置乱部分特殊像素点,进一步提高了加密算法的安全性。仿真实验以及结果表明本文的图像加密算法不但具有抵抗选择明文攻击的能力,而且具有良好的安全性能。(2)基于混沌与压缩感知,给出了一种通过动态变换密文图像来对明文图像进行加密的算法。首先,将压缩后的两幅明文图像组合为一幅大小为原明文图像一半的图像,然后通过混沌序列对像素点进行置乱,最后,利用混沌序列以及类噪声随机图像生成的密钥流和扩散矩阵对像素点进行扩散,最终生成密文图像。该算法通过压缩感知技术对明文图像进行压缩,压缩后不但降低了像素点之间的相关性,而且降低了加密算法处理明文图像的时间复杂度;对像素点进行扩散时,利用密文图像的一部分加密另外一部分明文,使得加密算法的保密性能和安全性能更高;使用类噪声随机图像来产生扩散矩阵,即使是使用相同的密钥加密相同的明文图像,每次加密的密文图像也是不相同的,因此,加密算法能够抵抗选择明文攻击。最后,实验及仿真分析验证了该加密算法的可靠性及安全性。
其他文献
西汉水流域上游地处青藏高原和黄土高原的交汇地带,构造活动强烈,生态环境脆弱,泥石流灾害严重。因此开展泥石流危险性评价,对当地防灾减灾有着重要的意义。本文以陇南市西汉水上游流域为对象,在野外地质调查的基础上,结合区域自然环境背景,总结了泥石流的发育分布特征与类型,分析了该区泥石流灾害的形成条件、影响因素及典型泥石流的成因机制。在此基础之上,采用确定性系数法,从流域单元出发,对西汉水流域上游泥石流灾害
地裂缝是一种区域性的城市地质灾害,广泛分布于世界各地。西安地区由于大量抽取地下水已陆续出现14条地裂缝,工程建设及土地规划受到了严重的危害。以往对于地裂缝的研究往往侧重于地裂缝对工程建筑的破坏机理与防灾举措,对于开采地下水导致的地裂缝活动机理并不十分明晰。同时,近年来地下水开采被加以限制,地裂缝活动速率随之减小。而地裂缝场地建筑仍按抽水活动高峰期所规定的安全距离进行避让,造成土地资源的浪费。因此,
大跨径桥梁作为交通网的关键节点,其重要性不言而喻,长周期地震动作用下大跨径桥梁等长周期结构的地震响应显著。随着抗震设计理论的不断完善,基于能量的抗震分析方法研究也越来越深入。本文在已有研究的基础上,建立了长周期地震动输入能设计谱,提出了长周期地震下超高桥塔地震输入能的估算方法,为大跨径桥梁基于能量反应谱的抗震设计和性能评估提供有益参考。主要内容包括:(1)比较长周期地震动和普通地震动的差异,确立长
黄河源区是我国重要的生态屏障,也是中华水塔之一。在全球气候变暖和人类活动日益加剧的时代背景下,近50年黄河源区的气象和水文条件发生了显著变化,出现了径流减少、极端气候发生频率越来越高等问题。潜在蒸散量(Potential evapotranspiration,Ep)是衡量地表水量损失的重要参量,也是指示极端气象事件的重要指标之一。研究多尺度下潜在蒸散发特征及其变化趋势,对黄河流域的水资源管理及应对
如何快速获取范围大、现势性强的路网数据,实现道路网络的自动更新一直是智慧交通和智能城市建设亟待解决的问题。以车载或手持GPS运动轨迹为代表的众源轨迹数据具有体量大、信息内容丰富、获取成本低、现势性高等优势,为路网数据的自动化采集提供了一种新的手段和方式,通过GPS轨迹数据可以快速直观地提取出道路的几何位置、网络拓扑、和交通状态等信息,是近年来测绘遥感和智能交通行业研究的热点。低精度GPS轨迹数据现
我国高速公路隧道建设快速发展,随之而产生的隧道照明能耗问题也逐渐增加。据统计,当前高速公路隧道运营的所有费用中,有90%的费用是用于支付隧道照明用电。因此,在保证隧道照明安全的前提下,减少隧道照明的能耗是当前研究的方向和重点。开展对隧道照明节能控制技术的研究并建立与之匹配的隧道照明绿色评价体系,用以提升隧道照明节能控制水平及促进节能控制技术的应用,对隧道照明的和谐发展具有重要意义。本文以某高速公路
随着智能网联车辆(Connected and autonomous vehicle CAV)技术的发展,城市道路和高速公路中的交通控制方法得到了智能化地发展。针对现有高速公路施工区局部单点交通控制方法的局限性,本文提出了基于多智能体强化学习的高速公路施工区协同多点交通控制方法,并搭建在线仿真平台对该控制方法和控制效果进行可视化分析与验证。本文针对多智能体强化学习算法于高速公路施工区智能网联车辆运行
2017年,中国正式颁布实施《道路交通事故车速鉴定标准》(GB/T 33195—2016),用于指导道路交通事故车速的计算。随着监控视频的普及以及仿真再现软件的发展,鉴定人员希望利用更加高效、可靠、便捷的计算机辅助系统进行车速计算。长安大学魏朗教授团队基于GB/T 33195—2016标准,开发了针对视频录像进行车速计算的Truthview系统和针对仿真再现软件进行车速计算的Crashview系统
目前乡村景观发展面临极大挑战,在城市化和工业化的过程中,乡村景观不仅面临着工业污染、土壤污染等发展带来的人工问题挑战,还面临着气候变化带来的自然灾害挑战。这很大程度上影响了乡村的传统人居环境和生态安全格局,阻碍了乡村景观的可持续发展。秦岭北麓是典型的生态敏感区,尤其是经历了秦岭别墅的大拆大建之后,这里的生态环境面临修复;除了人工破坏外,这里还面临了山洪、滑坡、泥石流等自然灾害问题,这也是秦岭北麓乡
45#钢在生活中被广泛的使用,但是45#钢本身的硬度相对较低,耐磨性和抗腐蚀性能比较差,制约了其进一步的应用。高熵合金作为一种新型多主元合金材料,可以形成简单的固溶体结构,其硬度较高,具有优异的耐磨与抗腐蚀性,高熵合金涂层能够有效改善45#的钢表面性能。本文选取45#钢作为基体,采用激光熔覆技术制备了CoCrFeNiTi0.5Al0.5、CoCrFeNiTi0.2Al0.8、CoCrFeNiTi0