基于混沌系统和双向扩散的图像加密算法

来源：计算机技术与发展杂志2021年第12期北京时间：

作者：费敏;李国东

摘要：针对部分图像加密算法与明文无关,安全性差以及加密效率低的问题,设计一种基于分段线性混沌映射且与明文关联的图像加密算法。 首先,将初始值和参数作为密钥,迭代分段线性混沌映射,产生混沌序列;其次,利用产生的混沌序列设计一个混沌密码发生器,产生与明文图像大小相同的 4 个随机矩阵,记作 X、Y、R 和 W,运用 X 矩阵对明文做前向扩散,得到矩阵 A,再运用 R 和 W 矩阵设计一种与明文关联的置乱方法对矩阵 A 进行置乱得到矩阵 B,在置乱的过程中还进行了循环移位操作使加密效果更好;最后运用 Y 矩阵对矩阵 B 做后向扩散,得到呈现噪声样式和不再具有可视信息的最终密文图像。 通过实验仿真证明,该加密算法密钥空间大,密钥敏感性强,信息熵接近理论值 8,抗差分攻击和统计攻击能力强,得到的密文图像相邻像素相关性低,安全性高。

关键词：混沌映射;明文关联;双向扩散;图像加密;循环移位