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正文摘录:

冯明库等：一种复合混沌序列的图像加密方案的研究一种复合混沌序列的图像加密方案的研究冯明库，薛迎霄(广东技术师范学院广东广州510665)摘要：对两种Logistic·映射作线性变换，利用三角函数的有界性构造一复合混沌系统。为了改善复合混沌序列的随机性，采用分段离散化，然后从密码学的角度对复合混沌序列进行分析，研究表明该序列具有良好的随机性，适于做扩频序列。最后应用此复合混沌序列对图像进行加密方案的研究。关键词：混沌；复合混沌序列；Logislic映射；分段离散化中图分类号：TN918文献标识码：A文章编号：1004—373X(2006)19—058一03AResearchonIlllageEncryptionBasedonComplicatedChaoticSequenceFEN(j.Mingku.XUEYingxiao(GuangdongPolytechnicNorrnalUniversity.Guangzhou，510665，(2hina)Abstract：Thepaper。transformedlinearlytWOLogl’stmmaps，andconst。ructedacomplicatedchaoticsystemusingtheboundat。ypropertyoftrigonometricfunction.Inordertoimprovetherandomicityofthecomplicatedchaoticsequence，weana—lyzeditfromtheviewofcryptology.Theresultshowedthatithasexcellentrandomicit.yandisadoptedasspl‘eadingspectrumsequence.Intheend，imageencryptionanddeer’yptionwiththeimprovedcomplicatedchaoticsequenceisstudied.Keywords：chaos；complicatedchaoticsequence；Loglsticmap；dispersesegmentaly’1引言目前的码分多址CDMA系统中，大都采用线性或非线性移位寄存器产生伪随机序列作为扩频序列，如M序列、GOI.D序列等。然而，这些序列都存在着序列数目、序列长度等的限制，相关特性也不够理想，且容易破译。而混沌现象是非线性系统中出现的确定性的伪随机过程，由于此过程具有类随机、非周期性、非线性等特点，并对初始值有极其敏感的依赖性，这使得混沌序列具有良好的密码学特性，因此基于混沌系统的密码体系已成为专家学者近年来关注的热点”。]。当混沌系统在计算机上实现加密方案的研究时，由于计算精度问题，使得混沌序列的平衡性变差，同时为了防止窃密者利用轨道重构原理进行破译，本文在用混沌序列加密前，先进行分段离散化，产生新的密钥序列，改善了混沌序列的随机性。2复合混沌序列从已有的文献看，考虑到实现成本，应用于加密的混沌系统一般都采用一阶单变量混沌系统，如}lenon映射、I。ogistk：映射、Cubic：映射和Tent。映射等。在这些映射中，由于I。ogistic映射的随机性强、平衡性较好，更类似白噪声，因此被广泛地应用来进行仿真或实验。但由于是单混收稿日期：2006一04—1258沌系统，并且目前已知的能产生混沌信号的系统模型有限，因此极易被穷举攻击。为了增强系统对穷举法的抗攻击性，增大混沌序列在扩频通信中的密钥空间，根据三角弦函数的有界性和混沌的可加性“]，本文尝试构造了如下复合混沌系统，系统参数增多，能取作密钥的参数也增加了，相应地扩大了密钥空间。y(行)一cos(卢1z(竹)(1一z(咒)))+sin(1一卢2z(行)。)式中，阳∈[O，4]，肫∈(O，2]，仿真实验中，取肌一4，卢。一2，上述复合离散混沌系统处于混沌态。3分段离散化的复合混沌序列性能分析3.1平衡性能混沌系统产生的伪随机序列是实值序列，必须转化成二进制序列才能用于数据加密。本文采用简单的二值量化方法：X一{z，}(i一1，2，3，…，n)f1，z。≥z啦一{o，z，＜i其中i为实值序列的均值。经过量化后的混沌序列，在计算机上经过程序迭代时，由于计算机精度的问题，使得混沌序列的平衡性变差，图1即为复合混沌序列的平衡度图，从图1可以看出，N在5000左右平衡性较差，也容易被窃密者利用轨道重构原理构造出原混沌序列进行破译。本文对复合混沌序列