1 簡介

隨著互聯(lián)網的蓬勃發(fā)展，各種信息通過網絡飛速增長傳播，為社會提供便利的同時也帶來了許多負面效應。大量個人隱私被泄露、財產損失不斷增加、企業(yè)重要數(shù)據被截取篡改以及國家各種機密保密文件泄露，信息安全岌岌可危。信息作為極其重要的戰(zhàn)略資源，如何獲取、處理信息和保障信息安全成為體現(xiàn)一個國家綜合國力的重要部分。信息安全關乎社會穩(wěn)定和國家安全，成為人們普遍關注的一個熱點問題。同時隨著互聯(lián)網多媒體技術的迅速發(fā)展，圖像成為信息的主要載體之一。據統(tǒng)計，人們通過視覺從外界獲得的信息量高達?80%。圖像信息的安全問題成為人們關注的熱點問題。

數(shù)字圖像圖像具有信息量大、像素相關性高以及冗余度高等特征。傳統(tǒng)的加密方法，例如高級加密標準（Advanced Encryption Standard，AES）、數(shù)據加密標準（Data Encryption Standard，DES）、公鑰加密算法（Rivest-Shamir-Adleman，RSA）基本都是針對一維的文本數(shù)據加密設計的，沒有結合圖像本身的特征，并且往往算法復雜、加密效率低，很難滿足實際應用的需求，因此不適用于圖像加密。而基于矩陣的圖像加密算法密鑰空間無法抵擋窮舉攻擊；傳統(tǒng)的壓縮圖像加密算法運算速度慢、效率低，越來越不滿足網絡實時性的要求；基于秘密分存的圖像加密的缺點是由于圖像數(shù)據量會發(fā)生膨脹，若圖像數(shù)據很大、網絡帶寬不足，會給圖像的網絡傳輸增加困難，并且使用這種算法恢復出的圖像的對比度會下降，因此這種加密算法在實際中應用受到了限制。因此找尋新的圖像加密方法成為當前信息安全研究的重點?；煦缡侵冈诖_定性非線性系統(tǒng)中出現(xiàn)的類似隨機的行為，具有對初值條件敏感、隨機性強、不可預測性和遍歷性等特點，混沌序列具備非常優(yōu)良的密碼學特性?；煦鐚W與密碼學有許多相似之處，比如混沌映射的初始值通過迭代運算得以擴散到整個相空間，而傳統(tǒng)密碼算法通過增加加密輪次產生擴散和混亂。自?1997?年?Fridrich?首次應用混沌圖像加密起，大量相關混沌圖像加密算法被提出，比如基于各種維度的混沌映射圖像加密算法，基于混沌映射與其他加密算法相結合的圖像加密算法等等。然而隨著各種攻擊破壞手段的提升以及計算機運算速度的提高，一些原本被認為是安全的加密算法逐漸被破譯，同時部分混沌算法存在著密鑰空間小、安全性不高或是過于復雜不利于硬件實現(xiàn)的問題。因此進一步探究混沌圖像加密算法，不斷完善混沌圖像加密模式，仍然具有非常重要的理論意義和實用價值。

2 部分代碼

clc;clear;I0=imresize(rgb2gray(imread('1.jpg')),[256 256]); %imresize函數(shù):用于圖像大小調整插值(雙三次方插值),對圖像做縮放處理figure(1);subplot(251);imshow(I0);title('原始圖像');n=15;%置亂次數(shù)I1 = arnold(I0,5,7,n);J=imnoise(I1,'gaussian',0.05); ?%添加方差為0.05的高斯噪聲I2=arnold_refresh(I1,5,7,n);J1=arnold_refresh(J,5,7,n);subplot(252);imshow(I1);title('原始圖像置亂');subplot(253);imshow(I2);title('原始圖像置亂恢復');subplot(254);imshow(J);title('置亂后添加高斯噪聲');subplot(255);imshow(J1);title('添加高斯噪聲后置亂恢復');subplot(256);imhist(I0);title('原始圖像圖像直方圖');subplot(257);imhist(histeq(I1));title('原始圖像置亂直方圖');subplot(258);imhist(I2);title('原始圖像置亂恢復直方圖');subplot(259);imhist(J);title('置亂后添加高斯噪聲直方圖');subplot(2,5,10);imhist(J1);title('添加高斯噪聲后置亂恢復直方圖');sha_val=shannon(I0);%信息熵sha_val1=shannon(J1);%信息熵fprintf('原始圖像信息熵：%.3f 添加高斯噪聲后置亂恢復信息熵：%.3f\n',sha_val,sha_val1);val_c=corr2(I0,J1);fprintf('原始圖像與添加高斯噪聲后置亂恢復相關性：%.3f\n',val_c); Nc=nc(I0,J1); fprintf('原始圖像與添加高斯噪聲后置亂恢復歸一化相關系數(shù)：%.3f\n',Nc); ss=std2(J1-I0);fprintf('原始圖像與添加高斯噪聲后置亂恢復均方根誤差：%.3f\n',ss);

3 仿真結果

4 參考文獻

[1]廖雪峰. 基于Logistic混沌系統(tǒng)的圖像加密算法分析與改進[J]. 軟件導刊, 2017, 16(5):3.

[2]曾祥秋, 葉瑞松. 基于改進Logistic 映射的混沌圖像加密算法[J]. 計算機工程, 2021, 47(11):9.

博主簡介：擅長智能優(yōu)化算法、神經網絡預測、信號處理、元胞自動機、圖像處理、路徑規(guī)劃、無人機等多種領域的Matlab仿真，相關matlab代碼問題可私信交流。

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