Henon映射在图像加密中的新应用:结合混沌序列与模运算
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更新于2024-09-06
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"一种基于Henon映射的图像加密新算法,通过混沌动力学和非线性控制系统理论,利用Henon映射生成混沌序列,并结合模加减运算与异或运算进行图像加密,以提高安全性。文章作者为刘晓克和孙燮华,来自中国计量学院信息工程学院计算机系。"
在当前信息化社会中,计算机和网络技术的快速发展使得数据传输变得极其普遍,其中图像作为重要的信息载体,其安全传输问题日益受到重视。混沌动力学因其独特的性质,如初始条件的敏感性、遍历性和不可预测性,成为了密码学领域的一种理想工具。Henon映射作为混沌系统的一种,其二维非线性特性在生成混沌序列方面表现出良好的性能。
本文主要研究了一种新的图像加密算法,该算法的核心是基于Henon映射。首先,通过调整Henon映射的控制参数,生成混沌序列。Henon映射的方程通常为:
\[ x_{n+1} = 1 - a x_n^2 + y_n \]
\[ y_{n+1} = b x_n \]
这里的\( a \)和\( b \)是控制参数,通过适当选择它们的值可以产生混沌行为。然后,作者证明了模加减运算是可行的,并给出定理的证明,这为混沌序列的应用提供了理论基础。不同于传统的图像加密方法,该论文提出将异或运算与模加减运算结合,以此增强加密的复杂性和安全性。实验结果显示,这种结合方式能有效保护图像信息,提高加密效果。
在图像加密过程中,首先对图像进行离散化处理,将像素值转化为混沌序列中的元素。通过异或运算改变像素值,再结合模加减运算,使得加密后的图像难以被破解。这种方法既能保持混沌序列的随机性,又能利用异或运算的非线性特性,增加了破解的难度。
此外,论文还讨论了混沌系统的分维特性,强调了混沌序列的遍历性和不可预测性对提高密码安全性的重要性。这些特性使得即使攻击者知道一部分加密信息,也无法推断出全部信息,从而确保了图像数据的安全传输。
这篇论文提出了一种创新的图像加密方法,结合了混沌动力学和算术运算的优势,为图像数据的安全传输提供了一种有效策略。随着对混沌理论的深入理解和应用,未来在信息安全领域可能会看到更多基于混沌的加密算法出现。
2019-07-22 上传
2019-09-10 上传
2019-07-22 上传
2021-06-12 上传
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