【摘 要】
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数字图像具有数据量大、冗余度高、像素间关联性强等特点,打破数据间关联性及提高敏感性是保护图像信息的关键。针对如何快速有效打破图像像素间强关联性、提高图像数据敏感性等问题,提出基于Logistic混沌映射的分块循环DNA图像加密算法。算法采用二次置乱、一次扩散结构,首先通过Zigzag变换置乱明文图像,打破明文像素间强关联性;其次将伪随机序列生成器产生的密钥作为混沌参数,进行混沌映射生成动态DNA编
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数字图像具有数据量大、冗余度高、像素间关联性强等特点,打破数据间关联性及提高敏感性是保护图像信息的关键。针对如何快速有效打破图像像素间强关联性、提高图像数据敏感性等问题,提出基于Logistic混沌映射的分块循环DNA图像加密算法。算法采用二次置乱、一次扩散结构,首先通过Zigzag变换置乱明文图像,打破明文像素间强关联性;其次将伪随机序列生成器产生的密钥作为混沌参数,进行混沌映射生成动态DNA编码/解码、运算规则,对置乱的明文图像进行DNA编码形成初始密文;然后利用DNA运算规则,对初始密文进行分块循环DNA运算,完成密文扩散,并对DNA碱基进行统计和归一化作为二次混沌密钥;最后采用二次混沌映射生成动态步长规则,对密文进行变步长约瑟夫置乱,利用DNA解码规则形成最终密文图像。从图像库CVG-UGR和BSD500中选择若干典型图像以及一幅特殊纯黑图像进行了加/解密、安全性测试等实验。实验结果表明,该算法加密后的图像像素分布均匀、像素间关联性弱、密钥敏感性强、密钥空间足够大,能够抵御常见的穷举攻击、信息分析、抗损坏攻击等常见攻击,与其他三种算法相比本文算法在相关性分析和信息熵测试等方面均取得了提升,加密图的三个方向的相关系数均趋于0,信息熵趋于8,密钥敏感度能达到10-15等,具有较高的安全性。该论文有图15幅,表9个,参考文献61篇。
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