彩色图像加密:基于改进CAT置乱与Henon-Kent混沌系统的自适应算法
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更新于2024-08-13
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"基于改进的CAT置乱与Henon_Kent混沌系统的彩色图像自适应加密算法,广东省科技计划资助项目,广州市科技计划资助项目"
本文介绍了一种针对彩色图像加密的新算法,旨在解决传统加密算法中密钥与明文图像关联性不足以及CAT映射存在的问题。该算法融合了改进的CAT置乱系统和Henon_Kent混沌系统,以提高加密安全性。
首先,算法利用明文图像本身的特征信息生成加密密钥,这增强了密钥与图像的关联性,提高了安全性。传统的加密算法中,密钥往往独立于明文图像,这可能导致密钥被破解的风险。而该算法的创新之处在于,密钥的生成直接依赖于明文图像,使得攻击者更难以通过分析密钥来推断原始图像。
接着,算法采用改进的CAT(Coupled Attractor Transformation)置乱系统对图像的像素位置进行三维混淆。CAT置乱是一种常见的图像处理技术,用于打乱像素的位置,增加解密的难度。改进的CAT系统在保持混沌特性的同时,改善了原有CAT映射的成立条件,使得置乱过程更加复杂且难以预测。
在像素位置混乱后,算法引入了Henon_Kent混沌系统,这是一种双变量混沌映射,可以生成复杂的混沌序列。混沌系统具有高度的敏感性,对初始条件的微小变化会产生巨大差异,这使得加密后的图像灰度值分布更加均匀,增强了抗攻击能力。Henon_Kent混沌系统产生的三个独立的混沌序列分别作用于RGB(红绿蓝)三个颜色通道的像素灰度值,进行扩散操作,进一步增加了加密的复杂性和安全性。
加密过程中,这两个步骤会重复执行,直到得到的密文图像的信息熵大于7.99为止。信息熵是衡量信息随机性和不确定性的指标,高信息熵意味着密文的随机性更强,更难被解析。通过这个结束条件,算法确保了密文图像的复杂性和安全性达到了较高的标准。
通过仿真测试,该算法显示出了出色的抗攻击性能,能够有效抵抗现有的各种解密和攻击策略。其加密性能的增强,使得它成为一种理想的彩色图像加密方案,特别是在保护隐私和信息安全领域有着广泛的应用前景。
关键词:图像加密,CAT置乱,Henon_Kent混沌系统,自适应加密
该研究由广东省科技计划资助项目和广州市科技计划资助项目支持,体现了这两项计划对于混沌保密通信和图像处理领域的重视。作者谢国波和陈志伟在混沌加密和图像处理方面有着深入的研究,他们的工作为图像安全加密提供了新的思路和技术。
2021-09-29 上传
2022-07-14 上传
2021-10-01 上传
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2024-02-15 上传
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