一类广义混沌映射和矩阵非线性变换的图像混合加密

作     者：梁锡坤 陶利民 胡斌 Liang Xikun;Tao Limin;Hu Bin

作者机构：杭州师范大学杭州国际服务工程学院杭州311121 杭州师范大学信息科学与工程学院杭州311121 

出 版 物：《中国图象图形学报》 (Journal of Image and Graphics)

年 卷 期：2019年第24卷第3期

页      码：325-333页

摘      要：目的为完善图像加密的理论及算法体系,并为图像加密实践提供性质优良的可行方案。基于Henon映射,构造了一类广义混沌映射:H-S (Henon Sine)映射,并以H-S混沌映射、矩阵非线性变换、矩阵点运算和取整运算为工具,运用序列重排和灰度变换技术设计了一种图像混合加密算法。方法首先,将第1混沌密钥矩阵与像素矩阵进行非线性变换,通过对变换结果的随机排序,给出原始图像的置乱加密方法;其次,在置乱图像和第2混沌密钥矩阵之间实施与第1阶段参数不同的变换并应用取整运算实现灰度加密。再次,通过逆运算和逆变换实现图像解密。结果由于混沌密钥、非线性运算和随机因素的联合作用,加密算法具有1次1密的特征,因而具有完备的抗攻击性能;同时算法结构简单、计算复杂度低而便于程序实现;算法规避了常用混沌加密对映射的可逆性要求,对任意大小的矩形图像都有效,具有广泛的适用性。结论加解密仿真实验验证了算法的可行性和有效性,针对加密时间、图像灰度曲面、图像信息熵、加解密图像的相关性和相似性、密钥敏感性、差分攻击等展开全面的加密性能分析,佐证了加密方案的安全性和鲁棒性。同其他类型的置乱加密算法的比对佐证了算法的优越性。本文算法为任意大小的矩形灰度图像加密提供了参考方案,此方案经过适当调整即可应用于矩形彩色图像加密。

主 题 词：混合加密 混沌映射 矩阵点运算 非线性变换 序列重排 

学科分类：08[工学] 0839[0839] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.11834/jig.180349

馆 藏 号：203607453...