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网络信息中图像信息是一种常见的信息媒体,随着网络通信技术的快速发展和应用,图像信息的传输安全成为一个日益重要的研究课题。数字图像有数据量大、冗余度高等特点,很不同于文本信息和声音信息。这使得传统加密方法,对其束手无策。近年来,人们针对数字图像的特点进行了大量的研究,逐渐克服了以往的困难。数字图像置乱技术是图像加密的重要技术,并且形成了很多成熟的置乱方法,最常见有基于像素位置的置乱方法、基于像素值的置乱方法、基于混沌映射的置乱方法等。其中,Cat变换更具快捷、通用性强的优点。但是这种变换存在周期性强、不能改变灰度直方图等缺点。所以,本文从均匀分布角度出发,通过Cat变换和Logistic映射进行图像置乱,达到提高图像加密效果的目的。
数字图像可以看成是一个大矩阵,置乱加密的原理就是通过一定的算法将这个矩阵打乱,同时尽量改变矩阵中数值大小。这样既得到一幅“面目全非”的图像,又改变了图像的灰度直方图。本文设计了一种基于均匀分布的图像加密算法。置乱加密使图像发生混乱现象,保证了视觉效果,而像素的均匀分布,使加密后的图像抵御一定程度的统计攻击。基于这种思想,文中首先给出了均匀置乱概念。依据这种概念将整幅图像分块,再运用Logistic映射根据设置的两个初值产生两个混沌序列,通过Cat变换将小块中的每个点分布到全图。最后,采用扩散函数来进行像素值置乱,到达改变图像灰度直方图的目的。这种算法实现了图像双重加密的效果。
本文利用MATLAB进行了大量的仿真实验,并针对实验结果进行分析,确定算法可行且效果较好。然后,运用VC++6.0设计了可以独立运行的软件。实践过程中证实这种软件具有可移植性和通用性。