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混沌是一种复杂的非线性、非平衡的动力学过程,其特点为:混沌系统的行为是许多有序行为的集合,而每个有序分量在正常条件下,都不起主导作用;混沌看起来似为随机,但都是确定的;混沌系统对初始条件极为敏感,对于两个相同的混沌系统,若使其处于稍异的初态就会迅速变成完全不同的状态;而这些特点恰好与密码学的基本要求相一致。密码学的两条基本原则混淆(confusion)和扩散(diffusion)在混沌系统中都可以找到相应的基本特征:遍历性(ergodicity)、混合性(mixing)、以及对初值和参数的敏感性等。混沌系统的确定性又保证了通信双方加密和解密的一致性,这就为人们研究密码学提供了新的思路。只要对混沌映射的这些基本特征加以正确利用,通过易于实现的方法便能获得很高安全性的加密系统。虽然这些年混沌密码学的研究取得了许多进展,但仍存在许多重要问题待于解决。 本文主要致力于混沌在图像加密方面的研究,就混沌加密算法中存在的现有问题作了分析,通过随机性改变Arnold迭代初值来产生混沌伪随机序列,增强了序列的复杂性,克服了其短周期性,设计了一种更加高效和安全的新的混沌密码算法。实验结果表明该方案提高了Arnold变换的安全性,并通过对加密后的图像进行熵分析,说明了这种方法的合理性,可供图像加密者参考。