基于混沌与变换域的数字图像加密技术研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了数字图像的加密技术，特别关注了基于DES、AES、Arnold和DCT混沌算法的加密方法。作者宋国强在2007年于国防科学技术大学攻读电子与通信工程硕士学位，并由导师丁文霞指导。论文涵盖了数字图像加密技术的背景、发展现状、应用以及相关理论，深入研究了现代密码体制，如DES和AES，同时还提出了一种改进的AES算法，结合Arnold置乱算法以提高其鲁棒性。此外，论文还提出了两种基于DCT变换的数字图像加密算法，一种结合混沌矩阵置乱，另一种结合Arnold置乱，这两种方法在安全性与鲁棒性方面表现优秀。" 本文首先介绍了数字图像加密技术的背景和发展，强调了随着计算机网络和多媒体技术的发展，图像信息安全的重要性日益凸显。接着，论文详细讲解了数字图像的基础知识，包括图像的数字化、数学表示、统计特性、加密传输理论以及加密图像的特点。在这一部分，作者对现有的图像加密方法进行了梳理和分类，为后续的研究奠定了理论基础。 第二部分专注于现代密码体制在数字图像加密中的应用。作者详细解析了DES、AES和RSA等经典加密算法的原理，并进行了性能比较。在此基础上，实现了基于DES和AES的图像加密，并对基于AES的算法进行了改进，引入了Arnold置乱算法以增强其对抗噪声、裁剪和JPEG压缩攻击的能力，提升了算法的鲁棒性。 第三部分，作者提出了两种基于DCT变换域的加密算法。一种是结合混沌矩阵置乱，另一种是结合Arnold置乱。通过仿真实验，这两种方法显示出了更强的安全性和鲁棒性，即使在遭受多种攻击或干扰后，解密后的图像仍能恢复到原始状态。这表明这些基于DCT变换的加密方法在鲁棒性上优于基于AES的方法，且安全性更高。 关键词涵盖了数字图像信息安全、加密技术、高级加密标准（AES）以及离散余弦变换（DCT）和混沌理论，这些都是该研究的核心内容。通过这些技术的综合运用，论文为数字图像的加密提供了新的思路和方法，对于提升图像数据的安全传输具有重要意义。