基于Chen混沌的图像压缩加密算法：性能与应用

本文主要探讨了基于Chen混沌系统的图像压缩加密算法，它将混沌理论这一复杂的非线性动力学现象与信息安全领域的图像加密技术相结合。Chen混沌系统以其特有的遍历性、初值敏感性、宽频谱和类随机性等特点，为图像数据提供了强大的加密工具。首先，原始图像通过预处理步骤进行预处理，然后采用离散余弦变换（DCT）进行频率域分析，进一步压缩图像数据。接着，熵编码技术被用来减少冗余信息，从而实现高效的图像压缩。 算法的核心部分是利用Chen混沌系统生成一组伪随机密钥流序列，这些密钥流序列在图像加密过程中起到关键作用。它们被应用于图像像素的置乱（即打乱像素顺序）和替代（即替换像素值）操作，使得加密后的图像既保持了原始信息的压缩特性，又具有高度的安全性，难以被破解。 由于混沌系统的复杂性，即使是最微小的初始条件变化也会导致后续状态的极大不同，这增加了破译的难度。此外，Chen混沌系统的宽频谱特性使得加密过程具有良好的扩散性和混淆性，能够有效保护图像数据的隐私。 实验和分析结果显示，该基于Chen混沌系统的图像压缩加密算法在保持图像质量和提高加密强度方面表现出良好的性能。研究者还提到了基金资助情况，包括信息保障技术重点实验室的开放基金和山东省自然科学基金，这表明该算法的研究得到了学术界的关注和支持。 关键词方面，本文着重强调了“图像加密”、“图像压缩”以及“混沌映射”，这些都是该算法的关键技术领域。在学术分类上，这篇论文归属于计算机科学和技术领域，具体到TP309.7类别，表明其在信息安全和图像处理方面的研究成果。 这篇文章提供了一种创新的图像处理方法，结合了混沌理论和现代密码学技术，为图像数据的安全传输和存储提供了新的解决方案。通过这种方式，研究人员得以在保持图像质量的同时，显著提高了数据的安全性。