基于混沌系统的图像联合压缩加密算法-论文.pdf

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1、第32卷第o6期计算机仿真2015年06月文章编号：1006—9348(2015)06—0182—06基于混沌系统的图像联合压缩加密算法陈益刚，邓家先，谢凯明(海南大学信息科学技术学院，海南海口570228)摘要：研究图像联合压缩加密，为解决传统压缩加密不同步及低维混沌系统保密性不高等缺点，提出一种基于三维混沌系统的联合压缩加密算法。采用三维lorenz混沌系统生成随机序列，并对序列进行随机性处理，生成随机性更强的二进制密钥，使用密钥在内嵌零树小波编码(EmbeddedZerotreeWavelet，EZW)的比特平面编码和算术编码之间对图像压缩产生的上下文和判决进行修正，实现

2、图像压缩加密同步。经仿真分析，处理后的随机密钥敏感性高、空间大，使用该密钥对图像数据进行加密，具有相对于原始算法相当的压缩效率，能够抵抗多种攻击，具有较高的安全性和保密性。关键词：联合压缩加密；混沌系统；密钥；算术加密；安全中图分类号：TP391．9文献标识码：BImageJointCompressionEncryptionAlgorithmBasedonChaoticSystemCHENYi—gang，DENGJia—xian，XIEKai—ming(CollegeofInformationScienceandTechnologyHainanUniversity，Haikou

3、Hainan570228，China)ABSTRACT：Researchonimagejointcompressionencryption．Inordertosolvethetraditionalout—of—stepcon—pressionencryptionandconfidentialityoflow—dimensionalchaoticsystemfaults，akindofimagejointcompres—sioneneryptionalgorithmbasedonthethree—dimensionalchaoticsystemisproposed，whichus

4、esthree—dimensionalLorenzchaossystemtoproducerandomsequenceswhichisprocessed．ThatisabinaryrandomkeywhereisusedtomodifycontextandjudgmentwhichisbetweenthebitplanecodingandarithmeticcodinginEmbeddedZerotreeWaveletcoding(EZW)，makecompressionandencryptiontosynchronize．Experimentalresultsshowthat

5、therandomkeysensitivityafterprocessingishigh，thelargespace．Usethiskeytoencryptimagedata，whichisarelativetotheoriginalquitethecompressionefficiencyofalgorithm，canresistvariousattacks，hashighsecurityandprivacy．KEYWORDS：Jointcompressionencryption；Chaosencryptionsystem；Key；Arithmetic；Security密码学

6、等特征保证了伪随机序列的安全性。然而，有研究表1引言明J，低维混沌系统保密性存在不足，因此对高维混沌系统在网络传输和通信过程中，总是会面临信息传输的效率的图像加密方法进行研究成为必要。和安全问题，解决这些问题就需要对信息进行压缩、加密。lorenz系统是非常好的三维混沌系统，不但具有上述混传统的方法是先压缩后加密，这样能够解决上述问题，但是沌系统的优点，而且同时还具有另外两大优点：①该系统结实时性比较差。解决这个问题的方法就是在图像数据进行构比低维系统复杂，更不可预测；②若对生成的序列进行处熵编码的同时进行数据加密，即联合压缩加密uJ。这需要理，即可生成更多组序列。对生成的序列

7、进行随机性处理，良好的压缩加密算法结合起来。然而传统的图像加密是基可以使序列具有更强的随机性。于像素置乱来实现加密，密钥和算法不能真正的分开。混联合压缩加密的方式有多种，如Hufman树联合压缩加沌系统生成随机序列与像素本身没有任何关联，且具有良好密、密钥对算术编码的区域分裂控制等，但是简单的区间的伪随机性、初始值敏感性和遍历性、可再生性以及良好的分裂算术加密很容易遭到攻击。基于小波变换比特编码，集合树编码等，它们是利用子带系数之间的相关性进行编基金项目：海南省自然科学基金(613155)码