多涡卷混沌映射的彩色图像加密算法

基于多混沌系统的彩色图像加密算法
刘浏;张雪锋
【期刊名称】《西安邮电学院学报》
【年(卷),期】2013(018)005
【摘要】为了改进彩色图像的加密效果,设计出一种基于多混沌系统的彩色图像加密算法.先应用Arnold映射对彩色图像的红、绿、蓝三个颜色分量像素位置矩阵进行置乱操作,再采用Logistic和Henon生成混沌序列分别与处理后图像红、绿、蓝颜色分量的奇偶像素进行异或操作,即可实现对彩色图像的有效加密.仿真结果表明,基于多混沌系统的置乱置换操作可实现彩色图像不同基色的完全混淆,具有较好的加密效果和安全性.
【总页数】5页(P45-49)
【作者】刘浏;张雪锋
【作者单位】西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西西安710121;西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西西安710121
【正文语种】中文
【中图分类】TP309.7
【相关文献】
1.基于Chen系统与超混沌Lorenz系统的彩色图像\r加密算法 [J], 李鸫
2.基于混沌系统的量子彩色图像加密算法 [J], 张健;霍达
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4.基于组合混沌系统和交换策略的彩色图像加密算法 [J], 叶瑞松;吴梓康;邓睿;梁杰涛
5.基于DNA动态编码和混沌系统的彩色图像无损加密算法 [J], 朱凯歌;武相军;任广龙
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彩色图像混沌加密算法彩色图像处理是数字图像处理的重要组成部分，在网络与多媒体通信中，常常涉及到彩色图像文件加密。

为此，我们提出了一种彩色图像混沌加密算法，该加密算法通过选用Lorenz 系统中三个不同维的变量生成置乱矩阵来分别实现对RGB彩色图像三分量的置乱加密，从而实现对整个彩色图像文件加密。

一、彩色图像混沌加密算法设计实现1、对Lorenz混沌序列的优化Lorenz动力学方程为：其中，参数σ，r，b 的典型值分别为σ= 10，r=28，b=8／3，在σ和b不变，当r>24.74时，系统进入混沌状态。

但该系统输出的实值混沌序列有一些固有缺陷：x，y，z的值域各不相同，不利于批处理；x，y，z局部取值呈现单调性，易受线性预测攻击；x，y，z自相关特性非理想的δ函数，互相关特性非理想的零特性，难以保证不可预测性，而且系统多输出特性也得不到充分利用。

为此，有专家提出了一种对Lorenz混沌序列的优化方法，构建了式(2)所示的一个数学模型：其中，x’，y’，z’三为优化后的实值混沌序列；m为控制参数，通过它可以提高序列取值的不规则性；round()为取最接近整数函数。

经过实验，证明此优化序列具有良好的混沌特性、较理想的万函数自相关特性和近似为0的互相关特性。

本空域算法采用了此混沌优化序列。

2、置乱算法利用式(2)产生的三个优化后的混沌序列x’，y’，z’生成三个置乱矩阵，分别对RGB彩色图像的三个分量进行置乱加密。

置乱矩阵的生成方法：利用优化混沌序列生成相应的置换矩阵PM×N，对PM×N来说，其中任一元素Pij∈[1，2，…，M×N]，且Pij=Pkl，当且仅当i=k，j=1。

比如：M=4，N=4，P即为4×4的矩阵，由优化混沌序列生成16个实数值组成的混沌序列为：10.95621370、10.91248372、10.57640346、11.0759704、11.62504738、11.13958961、10.26628130、9.10829136、9.53332571、9.21575219、9.11570905、9.19910548、8.87154601、9.27423505、9.85781001、10.94356727对以上序列按大小排序，然后从1到16进行标识，即可得到序列：4、6、7、3、1、2、8、15、10、12、14、13、16、11、9、5。

一种改进的多混沌系统彩色数字图像加密方案赵文金【期刊名称】《扬州职业大学学报》【年(卷),期】2012(016)001【摘要】提出一种改进的基于Logistic映射和Lorenz映射相结合的彩色图像加密方法。

将三维空间的彩色图像转换成二维的灰度图像,分别利用Logistic、Lorenz混沌系统生成的混沌序列对二维图像进行像素位置与像素值的置乱,对置乱后的图像按折叠算法进行处理。

Matlab仿真实验结果可知,转换成二维灰度图像后有效地降低了算法的计算强度和空间需求;置乱时实现了不同层次（R、G、B）亮度值的完全混合,取得了较好的加密效果,安全性更高。

%An improved color image encryption scheme based on the combination of Logistic map and Lorenz system is given in this paper.The color image in 3-dimensional space is turned into the gray image in 2-dimensional space,and then the chaotic sequences generated by Logistic and Lorenz chaotic system are used to scramble the pixel position and pixel values in 2-Dimensional image respectively.The disordered image can be handled by folding algorithm.From the results of Matlab simulation,the strength of calculation and space requirement to the algorithm are descended after converting into 2-Dimensional gray-scale images.Different levels of（R,G,B）luminance values have been completely mixed in scrambling,thus achieving better encryption effects and high security.【总页数】5页(P6-10)【作者】赵文金【作者单位】扬州职业大学,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】TP309.7【相关文献】1.动力系统——基于离散混沌系统广义同步定理的数字图像加密方案 [J], 臧鸿雁2.一种基于混沌同步的数字图像自适应加密方案 [J], 郭克敏;刘洋3.基于离散混沌系统广义同步定理的数字图像加密方案 [J], 臧鸿雁;闵乐泉;吴春雪;赵耿4.一种基于混沌的数字图像信息加密方案 [J], 李静;向菲;张军朋5.一种基于双混沌映射的数字图像分块加密方案 [J], 伊皮提哈尔·塔依尔; 阿布都热合曼·卡的尔因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。