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混沌系统具有内在随机性、遍历性、轨道不稳定性、初值敏感性以及混沌序列长期演化的不可预测性等特点,这些特点与密码学的基本要求相一致,因此混沌在近年来的图像加密研究领域中得到广泛的应用。理论上混沌映射产生的序列状态是无限不重复的,但由于计算机的有限字长效应,序列周期性受到很大影响。Gernak采用对混沌系统参量随机扰动的方法,周红等提出用序列扰动的方法,王红霞提出了数字化混沌序列相互选择m的方法,都显著地扩展了序列周期。 本文设计了一种伪随机数发生器,即一种能够产生具有良好随机性的混沌序列的混沌函数。主要是利用Chebyshev映射随机扰动Henon映射参数,Chebyshev映射每一次扰动时的变量受Logistic映射控制。这种方法同周红等提出的用序列扰动参数的方法相比,参数的变化数目远大于由序列控制生mam成的参数数目。因为序列是一个确定的序列,并且是有周期的,在迭代一定m次数以后又回到初始的扰动状态进行扰动。而用Chebyshev映射作为扰动的变量时,由于Chebyshev映射产生的混沌序列的信息熵较大、数据分布图比较均匀,并且由Logistic映射对Chebyshev映射变量值进行控制,因而Chebyshev映射产生的混沌序列的周期得到了较好的扩展,可以产生数目众多的、随机性较好的混沌序列来改变Henon映射的参数。同时利用研究比较多的Chebyshev映射和Logistic映射作为扰动变量,因为Chebyshev映射和Logistic映射具有良好的混沌特性,从信息熵的角度分析可知,Chebyshev映射产生的混沌序列信息熵较大,序列分布比较均匀,随机性较好,并且是一维的,混沌序列的产生简单、快速。同张瀚等提出的基于Henon映射的快速图像加密算法相比,虽然也是在参数上进行变化,但是本算法实现简单,不用进行大量的循环迭代和每次迭代次数的改变。在本算法中Henon映射的参数每一次迭代时都会改变,也就是说Henon映射随时都在脱离原来的迭代轨道,那么,显然,Henon映射不可能陷入周期,从而实现破坏原周期的目的,进而得到随机性较好的混沌序列。本文设计的伪随机数发生器产生的混沌序列的随机性比较好,用于数字图像加密,取得了较好的加密效果。从信息熵分析、序列随机性检验、数据直方图比较等方面对密码和密文进行安全性分析,取得了比较理想的加密效果,实现了信息系统的安全保密。