第 25卷第 7期 　　　 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件 Vol125 No. 7 2008年 7月 　　 ComputerApplications and Software Jul. 2008 基于 Baker映射的混沌圖像加密算法 趙懷勛 　王曉然 　鄭 　敏 (武警工程學(xué)院 　陜西 西安 710086) 收稿日期: 2006 - 09 - 26。趙懷勛 ,教授 ,主研領(lǐng)域:信息安全與圖像處理。 摘 　要 　　提出了一種基于二維 Baker映射的混沌圖像加密算法 ,通過圖像置亂和像素值變換實(shí)現(xiàn)了圖像的加密。實(shí)驗(yàn)證明 ,該算法密鑰空間大 ,安全性強(qiáng) ,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)任意大小圖像的加密 ,具有良好的加密效果。關(guān)鍵詞 　　圖像加密 　混沌 　Baker映射 A CHAOTIC IMAGE ENCRYPTION ALGORITHM BASED ON BAKER MAPPING Zhao Huaixun　Wang Xiaoran　ZhengM in ( Engineering College of CAPF, X i’an 710086, Shaanxi, China) Abstract　　A chaotic image encryption algorithm based on Baker mapping is proposed. Image encryption is implemented through image confusing and pixel values transformation. Experiments prove that this algorithm has large key space and high security, and it can encrypt ima2ges of different sizeswith good effect. Keywords　　Image encryption　Chaos　Bakermapping 0　引 　言 數(shù)字圖像與紙面圖像相比 ,在防攻擊、防偽造方面的抵抗性是比較弱的 ,現(xiàn)在對(duì)數(shù)字圖像較為通用的一種保護(hù)機(jī)制是通過傳統(tǒng)密碼學(xué)理論 (如常用的 3DES, IDEA, RC5等 )的計(jì)算復(fù)雜度來實(shí)現(xiàn)。另一方面 ,混沌加密作為一種實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且安全性高的算法也應(yīng)用于流密碼或塊密碼加密中。 混沌理論是一種非線性的理論 ,它具有對(duì)初值敏感性、不可預(yù)測(cè)性、非線性、偽隨機(jī)性等特征。 目前已有不少關(guān)于混沌圖像的加密算法 ,這些算法都是利用混沌函數(shù)實(shí)現(xiàn)圖像像素變換。其中 Fridrich提出了一種混沌圖像加密算法 [1, 2] ,它利用二維的 Baker映射對(duì)像素位置進(jìn)行交換。但這個(gè)算法存在著弱密鑰缺陷 [3 ] ,且用于加密的圖像只能是正方圖。 本文提出的算法是建立在 Fridrich二維 Baker映射混沌圖像加密的基礎(chǔ)上的 [1, 2 ] ,通過對(duì)圖像置亂和像素值變換實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的加密。實(shí)驗(yàn)證明該算法密鑰空間大、安全性強(qiáng) ,克服了原算法的弱密鑰性 ,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意大小圖像的加密 ,具有良好的加密效果和加密效率。 1　二維離散 Baker映射 圖 1　二維離散 Baker映射 本算法用到的是二維離散 Baker映射 ,其步驟為 (見圖 1) : (1) 將 N ×N 正方形在水平方向上分為 k個(gè)矩形塊 ,每個(gè)矩形塊有 N ×ni個(gè)像素 ; (2) 每個(gè)矩形塊再分成 ni 個(gè)子塊 ,因?yàn)槊總€(gè)大矩形塊有 N ×ni個(gè)像素 ,所以在分成 ni個(gè)子塊后 ,每個(gè)子塊正好有 N 個(gè)像素。由于 N 不一定能整除 ni ,

總結(jié)

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