第 25卷第 7期 　　　 計算機應用與軟件 Vol125 No. 7 2008年 7月 　　 ComputerApplications and Software Jul. 2008 基于 Baker映射的混沌圖像加密算法 趙懷勛 　王曉然 　鄭 　敏 (武警工程學院 　陜西 西安 710086) 收稿日期: 2006 - 09 - 26。趙懷勛 ,教授 ,主研領域:信息安全與圖像處理。 摘 　要 　　提出了一種基于二維 Baker映射的混沌圖像加密算法 ,通過圖像置亂和像素值變換實現了圖像的加密。實驗證明 ,該算法密鑰空間大 ,安全性強 ,能夠實現對任意大小圖像的加密 ,具有良好的加密效果。關鍵詞 　　圖像加密 　混沌 　Baker映射 A CHAOTIC IMAGE ENCRYPTION ALGORITHM BASED ON BAKER MAPPING Zhao Huaixun　Wang Xiaoran　ZhengM in ( Engineering College of CAPF, X i’an 710086, Shaanxi, China) Abstract　　A chaotic image encryption algorithm based on Baker mapping is proposed. Image encryption is implemented through image confusing and pixel values transformation. Experiments prove that this algorithm has large key space and high security, and it can encrypt ima2ges of different sizeswith good effect. Keywords　　Image encryption　Chaos　Bakermapping 0　引 　言 數字圖像與紙面圖像相比 ,在防攻擊、防偽造方面的抵抗性是比較弱的 ,現在對數字圖像較為通用的一種保護機制是通過傳統密碼學理論 (如常用的 3DES, IDEA, RC5等 )的計算復雜度來實現。另一方面 ,混沌加密作為一種實現簡單且安全性高的算法也應用于流密碼或塊密碼加密中。 混沌理論是一種非線性的理論 ,它具有對初值敏感性、不可預測性、非線性、偽隨機性等特征。 目前已有不少關于混沌圖像的加密算法 ,這些算法都是利用混沌函數實現圖像像素變換。其中 Fridrich提出了一種混沌圖像加密算法 [1, 2] ,它利用二維的 Baker映射對像素位置進行交換。但這個算法存在著弱密鑰缺陷 [3 ] ,且用于加密的圖像只能是正方圖。 本文提出的算法是建立在 Fridrich二維 Baker映射混沌圖像加密的基礎上的 [1, 2 ] ,通過對圖像置亂和像素值變換實現對圖像的加密。實驗證明該算法密鑰空間大、安全性強 ,克服了原算法的弱密鑰性 ,可以實現對任意大小圖像的加密 ,具有良好的加密效果和加密效率。 1　二維離散 Baker映射 圖 1　二維離散 Baker映射 本算法用到的是二維離散 Baker映射 ,其步驟為 (見圖 1) : (1) 將 N ×N 正方形在水平方向上分為 k個矩形塊 ,每個矩形塊有 N ×ni個像素 ; (2) 每個矩形塊再分成 ni 個子塊 ,因為每個大矩形塊有 N ×ni個像素 ,所以在分成 ni個子塊后 ,每個子塊正好有 N 個像素。由于 N 不一定能整除 ni ,

總結

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