基于小波变换的超混沌系统图像加密

谭新波，王先泉

（广东工业大学 自动化学院，广东 广州 510006）

伴随着信息技术的飞速发展，信息安全性也越来越受到人们的关注[1]，于是对信息安全研究的意义也越来越重大。“混沌”的出现很大意义上提供了保密通信的理论基础，这正是因为混沌它自身对初始条件极度敏感的特性所决定的。自1963年，美国气象学家Lorenz第一次提出“混沌”一词以来，科学家们只是通过混沌系统所表现的一些普遍现象来总结归纳其本质。混沌是确定非线性系统产生的类似随机的行为。这一定义说明了3个问题[1]：1）混沌是非线性系统的产物；2）混沌是确定系统的产物；3）混沌是类似随机性的行为，这种随机性是由决定性所产生的，是一种内随机性。特别是近20年，混沌研究的进展迅速，不仅在软件仿真方面得到了理论实验结果，更是在当今主流的各种硬件平台上，如DSP，FPGA，ARM实现了保密通信。文献[2]就是叙述了用DSP5000芯片对语音信号进行了加密处理。同样在图像[3]，视频处理方面[4]也取得了很大的进展。为了取得进一步的发展，超混沌系统的运用体现了更大的优势。在具有了耗散结构，方程维数至少为4，同时具备3个非线性项，两个以上的正的Lyapunov指数的条件之后，使得它的动力学特性更加复杂，相轨道有更多方向上分离，有着更强的不可预测性和随机性。

1 系统框架介绍

系统框架如图1所示，首先获取一副原始图像，用小波变换对它进行处理，然后用超混沌系统产生的吸引子对图像进行加密处理，接着就是前面的一个逆过程，解密混沌图像，小波逆变换（小波重建），最后得到还原的图像。……