一种改进的多混沌系统彩色数字图像加密方案

赵文金

(扬州职业大学，江苏扬州225009)

混沌现象是非线性确定性系统中的一种类似随机的过程，把两个十分相近的初值带入同一个混沌系统进行迭代运算，经过一定阶段的运算后，数值序列变得毫不相关。它隶属于确定性系统却难于预测，隐含于复杂系统但又不可分解，看似“混乱无序”，实则颇有规律。混沌信号的非周期性、连续宽带频谱、类似噪声的特性，使它具有天然的隐蔽性;对初始条件高度敏感，又使混沌信号具有长期不可预测性。混沌信号的隐蔽性、不可预测性、高复杂度和易于实现等特性都特别适用于保密通信。

在基于混沌序列的图像置乱加密算法中，常用的混沌序列生成器有Logistic映射、Hybird映射、Chebyshev映射等。大量的研究证明，Logistic映射的真值混沌序列和二值序列均具有良好的初值敏感性和随机性。在本文的加密算法中，使用了这种映射对图像进行像素位置的置乱。

现实世界中，人的视觉系统产生的图像多为彩色图像，彩色图像在各个领域已经得到了广泛的应用[1]，因此，彩色图像加密具有更大的实用价值。近年来，彩色图像加密引起了很多学者的关注[2－6]。王英[4]等人提出了基于Lorenz系统的彩色图像空域置乱加密算法。Rhouma[5]等人提出了基于时空域混沌的彩色图像加密算法，通过引入外部密钥产生单向耦合映射格子的初始值和系统参数。Huang和Nien[6]提出了基于多个混沌系统的加密算法，通过索引置乱每个像素位的位置，从而实现像素值及其位置的同时改变。……