基于Hopfield 网络的彩色图像混沌加密算法

卢辉斌，王丽佳

(1.燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004;2.河北省特种光纤与光纤传感实验室，河北秦皇岛066004)

基于Hopfield 网络的彩色图像混沌加密算法

卢辉斌1，2，王丽佳1

(1.燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛066004;2.河北省特种光纤与光纤传感实验室，河北秦皇岛066004)

一般混沌图像加密，都是对图像的整体像素置乱处理，其抵抗明文攻击能力较差。为此，提出基于离散Hopfield神经网络的彩色图象混沌加密算法。该算法采用自治三维混沌系统对彩色图像单像素比特位进行加密操作，通过利用三维混沌序列的其中一维置乱图像R、G、B分量的像素位置，用另外两维序列设置置乱每个像素比特位的权值和阈值，从而改变彩色图像各分量像素的位置和像素值，达到有效加密的效果。理论分析和实验结果表明，该单像素加密算法可有效抵抗差分攻击，使反馈密文提高了像素置乱效果，并具有良好的加密效果和保密性。

三维混沌系统;反馈神经网络;图像置乱;加密

0 引言

混沌系统特殊的动力学特性，使混沌在密码学中广泛应用［1］。目前，混沌系统已很好地应用到彩色图像加密中，但加密算法多采用图像像素整体加密操作，混沌图像加密主要是对图像像素进行像素位置置乱和像素值置乱。主要思路是将混沌序列与明文序列进行异或改变像素值，得到密文信息。然而，这种整体像素值加密算法，抵抗明文攻击力相对较差［2，3］。

离散Hopfield神经网络具有较好的稳定性［4］，是一种单层的、输入输出为二值的反馈神经网络［5］。……