21世纪网络时代的到来,人们越来越多地利用网络传递信息,其中生动形象的图像信息成为了人们常用的表达方式。用Internet网传输图像数据不但方便快捷,不受地域限制,而且省时省力,节约开支,提高效率。然而在网络通讯给我们带来各种便利和利益的同时,非法者盗取和破坏信息的威胁也随之而来。于是,信息安全已成为一个关键而迫切的问题,数字图像加密技术也已成为一项非常实用而又亟待快速发展的关键技术。在已提出的几种图像加密方案中,混沌图像加密技术是新近发展起来的一种图像加密技术。本文将分数阶傅里叶变换引入混沌加密方法中,从而进一步增强了图像的安全性。 本文首先介绍了混沌系统的基本原理及用途,然后介绍了分数阶傅里叶变换的基本理论,包括其发展历史、定义和性质、数值计算方法等。接着对当前比较流行的几种图像加密算法进行了分析,指出了它们各自的优缺点和发展趋势。由于混沌用于图像加密具有其先进性,而分数阶傅里叶变换的变换阶数又可任意选取,本文将这二者结合,提出了一个基于混沌和分数阶傅里叶变换的图像加密新算法。 在新的图像加密算法中,利用混沌序列的特性,对灰度图像先进行分块,然后对每一子块进行二维离散分数阶傅里叶变换,各子块的二维离散分数阶傅里叶变换在x、y两个方向的阶数均由两个Logistic映射产生,接着再用一个Logistic映射对图像置乱,实现了图像的双重加密。最后,为了实现图像的加密传输,故把加密图像数据映射到彩色位图的R、G、B分量中,形成一幅混乱的彩色图像,这样可把它传送至接收方,接收方通过密钥按加密的逆过程即可解密原灰度图像。计算机仿真结果表明,该算法实现容易,效果良好,密钥空间大,具有较强的实用性。