摘要: 随着信息技术的日益成熟，人们传递信息的选择越来越多，同时不法分子拥有了更多截获信息的机会，容易造成个人、社会甚至国家的严重损失。因此，信息安全受到了越来越多的关注。而图像由于其生动的直观性和容易携带大量信息的优点，经常作为人们传递... 展开 随着信息技术的日益成熟，人们传递信息的选择越来越多，同时不法分子拥有了更多截获信息的机会，容易造成个人、社会甚至国家的严重损失。因此，信息安全受到了越来越多的关注。而图像由于其生动的直观性和容易携带大量信息的优点，经常作为人们传递信息的载体。为了保护图像中的信息不被窃取，或者即使窃取到图像也不能获得有用的信息，研究人员不断开发出新的图像加密技术。如何保证图像信息的安全，是图像加密的主要工作。由于混沌系统具有伪随机性和初值敏感性等特点，使得它完美应用于图像加密中。使用类提升结构进行图像加密的算法，可以将有意义的原始图像加密为不携带任何有用信息的加密图像。然而，原始类提升结构简单、更新和预测函数单一，使得密码分析人员很容易找到其中的规律从而实现破解。本文针对基于混沌和类提升结构的图像加密进行研究，提出了两种图像加密算法，主要工作如下: (1)提出了一种基于改进类提升结构和跨平面之字形变换的图像加密算法。该方案为了克服原始类提升结构简单和单一更新函数等问题，将原始图像模块化，并添加新的更新函数和预测函数来处理不同模块之间的信息。改进后的结构具有更高的加密质量，并且可以更好地在每个图像像素之间传播信息。其次，提出了一种跨平面之字形变换，通过将之字形变换应用于不同平面之间的替换，可以有效地消除原始图像相邻元素之间的相关性，克服了传统之字形变换在扫描模式上受限且难以抵抗暴力攻击的缺点。实验结果表明，与其他现有方案相比，该方案具有更高的信息熵，能够很好地抵抗差分攻击，并且具有更好的安全性。 (2)提出了一种改进类提升方案的双彩色图像加密算法。首先，将彩色图像分成三个通道:R通道、G通道和B通道。然后将每个图像分别作为魔方的六个面，使用随机序列控制魔方的旋转，从而达到置乱和加密图像的效果。其次，为了使整个系统具有更高的安全性，将改进类提升方案的更新和预测函数由类感知器网络(Perceptron-Like Network,PLN)代替，与原先运算简单的线性函数相比，PLN具有更加复杂的计算和不可预测性。经过大量的试验结果表明，该系统可以很好地抵抗各种攻击，具有很高的安全性。 收起