计算机应用技术论文元胞自动机 图像加密 混沌系统 加.doc

计算机应用技术论文：基于混沌元胞自动机的图像加密算法的研究与实现【中文摘要】元胞自动机是一种时间、空间和状态都离散动力学系统,通过元胞间简单的相互作用而构成动态系统的演化。元胞自动机具有无信息损失性、信息处理的高度并行性及演化行为的复杂性等特性,作为一种演化行为复杂的动态系统,它在信息加密及信息隐藏特别是图像处理和图像加密领域有独到的优势,有着非常重要的理论意义和广泛的应用前景。传统的文本信息加密的技术已不再满足数字图像的加密的要求,也不符合现代密码学的发展趋势。因此,本论文在研究元胞自动机的密码学特性、并行性以及行为复杂性等特性的基础上结合混沌系统的密码学特性,研究并实现基于混沌元胞自动机的数字图像的加密算法。利用该算法实现对灰度图像进行加密,并获得较好的效果,很大程度上提高了可逆元胞自动机的图像加密算法的性能。本论文的主要工作和创新点如下:(1)本论文阐述了图像加密的原理及图像加密算法性能的评价标准;论述了各种图像加密算法的优劣;描述了图像加密算法的发展趋势;重点介绍元胞自动机的特点、应用以及其动态演化行为的密码学特征,并详细的讨论了元胞自动机的几种常见加密技术。(2)提出一种基于混沌可逆元胞自动机的图像加密算法。该算法通过混沌映射系统与可逆元胞自动机有机.【英文摘要】The Cellular Automaton is one kind of time, spatial and the condition separate dynamics system, is the dynamic systems evolution through the simple interaction constitutes of the structure cell. As one evolved complex behavior dynamic system, the Cellular Automaton has Information processing high parallelism and evolved behavior complexity characteristics and so on, it has its original superiority in the information encryption and the information hiding specially the image processing and the image encrypti.【关键词】元胞自动机 图像加密 混沌系统 加密技术 混沌矩阵【英文关键词】cellular automation image encryption chaotic system Encryption techniques Chaotic matrix【目录】基于混沌元胞自动机的图像加密算法的研究与实现摘要4-5Abstract5-6第一章 引言9-151.1 课题研究的背景及意义9-101.2 图像加密技术的发展历程10-111.3 元胞自动机图像加密的国内外研究现状11-131.4 本文的主要研究工作和结构安排13-141.4.1 主要研究工作131.4.2 论文结构安排13-141.5 本章小结14-15第二章 图像加密技术综述15-212.1 图像加密技术的基本理论15-162.2 图像加密技术研究内容16-172.3 图像加密技术的分类172.4 图像加密算法性能的评价标准17-202.5 本章小结20-21第三章 混沌系统21-253.1 混沌系统21-223.1.1 混沌的定义213.1.2 混沌系统的特性21-223.2 常用混沌系统22-233.3 混沌系统的加密技术23-243.4 本章小结24-25第四章 一维混沌可逆元胞自动机的图像加密算法25-444.1 元胞自动机的基本理论25-314.1.1 元胞自动机的定义25-264.1.2 元胞自动机的组成26-284.1.3 元胞自动机的一般特征28-294.1.4 元胞自动机的分类29-304.1.5 元胞自动机的演化行为30-314.2 元胞自动机的加密技术概述31-324.3 基于元胞自动机的加密技术研究现状32-374.3.1 元胞自动机的反向迭代加密技术32-334.3.2 反向迭代加密技术的加解密原理33-344.3.3 可逆元胞自动机(RCA)的加密技术34-374.4 一维混沌可逆元胞自动机的图像加密算法37-434.4.1 加密原理374.4.2 一维混沌系统37-384.4.3 一维混沌可逆元胞自动机算法过程38-404.4.4 仿真试验404.4.5 安全性分析40-434.5 本章小结43-44第五章 基于二维混沌可逆元胞自动机的图像加密算法44-555.1 改进加密算法原理445.2 二维Logistic 混沌系统44-455.3 二维可逆元胞自动机的构造45-475.4 二维混沌可逆元胞自动机的图像加密算法过程47-485.4.1 加密算法过程47-485.4.2 解密算法过程485.5 实验仿真与分析48-545.5.1 仿真实验及数据48-495.5.2 仿真实验数据分析49-525.5.3 几种元胞自动机加密技术