使用數(shù)字混沌與有限狀態(tài)機(jī)混合的圖像加密方案詳細(xì)資料說明

　　圖像加密通過將圖像轉(zhuǎn)換為不可理解的形式來保護(hù)視覺信息?；煦缦到y(tǒng)由于具有遍歷性和初始條件敏感性等特點(diǎn)，被用來設(shè)計圖像密碼。一個基于混沌的密碼從其底層的數(shù)字混沌映射中獲得了它的安全性，因此一個更復(fù)雜的映射會導(dǎo)致更高的安全性。本文將帳篷映射與確定性有限狀態(tài)機(jī)混合，對其混沌特性進(jìn)行了增強(qiáng)。我們將產(chǎn)生的數(shù)字一維混沌系統(tǒng)表示為TM-FSM?；煦绶治霰砻?，新的混沌系統(tǒng)比目前提出的一維混沌系統(tǒng)具有更高的非線性、對初始條件的敏感度和更大的混沌參數(shù)范圍。然后，我們提出了一種新的基于tm-fsm的圖像加密方案，該方案既能一次完成混淆和擴(kuò)散操作，又具有靈活的密鑰空間。加密操作旨在實現(xiàn)最大的混淆和擴(kuò)散特性。更改一位普通圖像或密鑰將導(dǎo)致完全不同的密碼圖像。采用直方圖分析、對比分析、局部香農(nóng)熵、抗差分密碼分析和密鑰安全性等方法對該密碼進(jìn)行了分析。與其他最新方案的性能比較也說明了該方案的優(yōu)越性。

　　數(shù)字混沌系統(tǒng)與密碼學(xué)有許多共同的特性，這些特性促使它們在密碼算法設(shè)計中被采用，如散列函數(shù)〔1〕、圖像密碼〔2-5〕。這些特性包括對初始條件的敏感性、非線性、不可預(yù)測性。和遍歷性。高維（HD）和一維（1D）混沌映射都被廣泛用于數(shù)字圖像的加密。簡單的一維混沌系統(tǒng)由于其計算效率而更受歡迎。然而，一維地圖由于其數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)簡單，存在著各種安全缺陷。這些安全問題的范圍從一個小的混沌參數(shù)范圍，低靈敏度的初始條件和/或控制參數(shù)，低遍歷性和低復(fù)雜性。因此，研究人員提出了許多混沌方法來克服這些漏洞，提高混沌性能。