基于多分数阶混沌系统的彩色图像加密算法  被引量:2

A Color Image Encryption Algorithm Based on Multiple Fractional-order Chaotic Systems

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作  者:武相军[1,2] 王春淋[3] 阚海斌[2] 

机构地区:[1]河南大学软件学院,河南开封475004 [2]复旦大学计算机科学技术学院,上海200433 [3]河南大学计算机与信息工程学院,河南开封475004

出  处:《计算机与现代化》2013年第11期1-7,共7页Computer and Modernization

基  金:国家自然科学基金资助项目(61004006);中国博士后科学基金资助项目(2013M530181);河南省自然科学基金资助项目(13230010254);河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目(2011GGJS-025);河南省教育厅科学技术研究重点项目(13A520082)

摘  要:为了实现对彩色图像信息的有效保护,提出一种像素置乱及密文交错扩散技术相结合的加密算法。首先对3个分数阶混沌系统产生的混沌序列进行优化改进,得到两组不同的性能优良的混沌密钥序列,并将RGB彩色图像转换为由基色分量组成的灰度图像;然后,利用一组改进的混沌密钥序列对该灰度图像的像素位置进行置乱;最后,利用另一组改进的混沌密钥序列对置乱图像进行2轮基色分量之间的密文交错扩散操作,得到加密图像。仿真实验表明,该算法具有足够大的密钥空间,高度的密钥敏感性,较好的像素分布特性,且在抵抗唯密文攻击、差分攻击、选择明文攻击及统计攻击方面都具有良好的性能,可以广泛地应用于多媒体数据的保密通信中。In order to achieve effective protection of color image information, an encryption algorithm with the combination of pixel scrambling and ciphertext cross-diffusion technology is proposed. Firstly, the chaotic sequences generated by three fractionalorder chaotic systems are modified to obtain two groups of chaotic key sequences with good property, and the RGB color image is converted into a gray-scale image which is composed by primary color components. Secondly, the pixels' positions of the grayscale image are scrambled by means of one group of improved chaotic key sequences. Thirdly, by using another group of improved chaotic key sequences, the study modifies the pixels' values of the scrambled image with two rounds of eiphertext cross-diffusion operations between the primary color components and gets the cipher image. Simulation shows that, this algorithm is of a sufficiently large key space, highly sensitive keys, better pixel distribution characteristics, and a good performance against ciphertextonly attack, differential attack, chosen plaintext attack and statistical attack. This can be widely used in secure communication of multimedia data.

关 键 词:分数阶混沌系统 彩色图像 混沌加密 图像置乱 密文交错扩散 

分 类 号:TP309.7[自动化与计算机技术—计算机系统结构]

 

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