【摘 要】
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数字图像是当今通用的媒体数据形式之一,被广泛应用于军事、医疗和商业等各个领域。图片在网络上海量传播的同时,其中包含的个人隐私或是机密信息也面临着泄露或者被篡改的风险,因此我们有必要保证图像在传输和存储过程当中的安全性与完整性。本文基于当前图像加密算法存在的抵抗噪声、裁剪攻击能力弱、DNA加密效率低等缺陷提出了两个新型数字图像加密算法,具体研究内容如下:（1）提出了一种基于压缩感知和DNA编码混沌图
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数字图像是当今通用的媒体数据形式之一,被广泛应用于军事、医疗和商业等各个领域。图片在网络上海量传播的同时,其中包含的个人隐私或是机密信息也面临着泄露或者被篡改的风险,因此我们有必要保证图像在传输和存储过程当中的安全性与完整性。本文基于当前图像加密算法存在的抵抗噪声、裁剪攻击能力弱、DNA加密效率低等缺陷提出了两个新型数字图像加密算法,具体研究内容如下:（1）提出了一种基于压缩感知和DNA编码混沌图像加密算法。针对当前图像压缩加密算法存在的抵抗噪声、裁剪攻击能力弱的缺陷,提出了针对高频部分和低频部分不同的压缩加密方法。具体来说,在压缩阶段仅压缩高频部分,保留低频部分;在加密阶段引入DNA编码,采用DNA动态编码与解码的方式,三个高频部分的DNA块间做DNA运算,有效提升了算法的安全性。此外,在压缩感知中,利用Chen混沌系统设计了一个新的测量矩阵的构造方法。采用sha-256算法得到明文图片哈希值,用于生成混沌系统初始状态并作为算法密钥,达到了一次一密的效果。实验结果表明,本算法在保持安全性能的同时具备良好的鲁棒性,在安全图像通信中具有良好的应用潜力。（2）根据现有的算法存在的DNA加密耗时过长,抵抗统计攻击能力不强的缺点提出了一个基于DNA并行编码的混沌图像加密算法。整个密码系统的结构为置乱-扩散结构。借助二维超混沌系统SLIM,依次按行、列置乱图像矩阵达到良好的置乱效果。引入DNA动态编码增强算法安全性能。此外,提出了一个DNA级的Zigzag置乱操作,增强了算法安全性能。整个过程的DNA操作均为并行运算,有效提升了图像加密算法效率。实验表明,本方案密钥空间大、密钥敏感性强、加密图像相邻像素基本零相关且对于差分攻击、噪声攻击、裁剪攻击等都呈现出较好的鲁棒性。图25幅,表23个,参考文献63篇
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