基于双混沌系统的双随机相位编码和压缩感知的图像加密算法

来源：计算机工程与科学杂志2025年第5期北京时间：

作者：赵雪妍, 张钊, 贾静雯, 周红艳, 陈雪波

单位：（1.辽宁科技大学计算机与软件工程学院，辽宁 鞍山 114051；2.沈阳城市建设学院网络与信息中心，辽宁 沈阳 110167；3.辽宁科技大学电子与信息工程学院，辽宁 鞍山 114051）

摘要：通过将一维Logistic混沌系统、四维新超混沌系统NHS、压缩感知CS理论和双随机相位编码DRPE技术以及二维离散余弦变换DCT相结合，提出了一种新的图像加密算法。首先，利用二维DCT对灰度图像进行稀疏表示，对通过索引排序置乱得到的稀疏矩阵进行置乱；其次，利用CS进行测量，测量矩阵由四维NHS生成；最后，进行DRPE的二次加密，使用Logistic混沌映射和四维NHS作为双重密钥，实现DRPE，得到最终加密图像。该算法充分利用了CS的优点，同时实现压缩和加密，并将CS理论与DRPE技术相结合，既减少了存储空间、降低了传输带宽，又提高了加密的安全性能。仿真实验和对比分析表明，所提出的图像加密算法具有良好的安全性、鲁棒性和解密质量。

关键词：双混沌系统,压缩感知,双随机相位编码,二维离散余弦变换,

基金资助：国家自然科学基金(71771112)；流程工业综合自动化国家重点实验室开放课题基金(PAL-N201801)；辽宁科技大学优秀人才培养项目(2019RC05)