结合压缩感知和新混沌映射的图像加密方案

来源：计算机技术与发展杂志2023年第03期北京时间：

作者：周明伟;阚忠良*;蒋东华

单位：1. 黑龙江大学 计算机科学与技术学院,黑龙江 哈尔滨 150080;2. 长安大学 信息工程学院,陕西 西安 710064

摘要：为了解决密文图像在公用信道传输过程中容易遭到基于深度神经网络模型攻击的问题,提出一种结合二维压缩感知、新设计的离散分数阶 Chebyshev 混沌映射和空域最低有效位( Least Significant Bit, LSB) 嵌入的视觉有意义图像加密算法。 首先,在明文信息熵的控制下迭代分数阶混沌映射以产生特定的密码流。 其次,采用受控混沌测量矩阵、FAN 变换置乱以及混合扩散策略对明文图像执行二维压缩和加密操作,得到具有统计伪随机性的秘密图像。 然后,通过最低有效位嵌入算法将秘密图像随机地嵌入到非涉密传输介质的各个区域中以生成具有视觉意义的密文图像。 另外,将明文信息熵隐藏到密文图像的透明度通道以实现所提算法安全性和实用性之间的均衡。 最后,仿真结果和理论分析表明,所提加密算法生成的密文图像不但能够抵御多种常见的攻击,还具有不错的视觉安全性。

关键词：图像加密;压缩感知;混沌映射;最低有效位嵌入;安全性分析