基于混沌和分数Hartley变换的图像加密技术

"本文介绍了一种基于混沌阶数的实数分数Hartley变换的图像加密方案，结合了分段线性混沌映射（PWLCM）、分段非线性混沌映射（PWNCA）和多混沌阶分数Hartley变换，旨在提供增强的安全性和鲁棒性。方案采用了多层安全策略，增加了密钥空间，从而提高了安全性。" 本文的研究重点在于图像加密技术，特别是在数字设备和互联网服务普及的背景下，确保信息安全的重要性日益凸显。图像作为一种常见的信息载体，其安全保护至关重要，传统加密技术如AES、DES、IDEA等在应对图像数据的特性时存在不足。 作者提出的加密方案首先利用PWLCM对颜色分量进行循环混合，然后通过PWNCA在空间域中实现非线性处理，最后应用多混沌阶分数Hartley变换，其中混沌映射的输入参数作为密钥的一部分。这种多层设计增强了系统的安全性，同时解决了单一参数线性变换可能带来的信息泄露问题。分数Hartley变换因其真实性保持特性，能有效降低变换复杂性。 通过这种方式，该方案能够克服现有技术的局限性，表现出更高的鲁棒性和灵敏度。分析结果显示，相较于其他先进方案，此方法在性能上具有优势。此外，采用开放访问发布，意味着研究结果可广泛传播和使用，遵循了CCBY-NC-ND许可证。 1. 混沌理论在图像加密中的应用：混沌系统具有高度的随机性和不可预测性，使得它们成为加密技术的理想选择。PWLCM和PWNCA是混沌映射的两种形式，可以生成复杂且难以预测的序列，有助于混淆原始图像信息。 2. 分数Hartley变换的优势：相比于传统的整数变换，分数Hartley变换能更好地保持图像的真实性，减少计算复杂性，同时提高加密效率。 3. 多层安全策略：通过在加密过程中嵌入多个混沌变换和操作，极大地扩展了密钥空间，增强了系统的安全性，使得破解变得更加困难。 4. 性能评估：通过比较和分析，证明了该方案在抵抗各种攻击（如差分攻击、统计攻击等）方面的优秀表现，以及在保持图像质量的同时，保证了加密的强度。 本文提出的图像加密方案结合混沌理论和分数Hartley变换，创新性地构建了一个多层次、高安全性的加密系统，对于保障图像数据在开放网络中的安全传输具有重要意义。