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使用数字混沌与有限状态机混合的图像加密方案详细资料说明
鱼鱼和虾虾
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图像加密通过将图像转换为不可理解的形式来保护视觉信息。混沌系统由于具有遍历性和初始条件敏感性等特点，被用来设计图像密码。一个基于混沌的密码从其底层的数字混沌映射中获得了它的安全性，因此一个更复杂的映射会导致更高的安全性。本文将帐篷映射与确定性有限状态机混合，对其混沌特性进行了增强。我们将产生的数字一维混沌系统表示为TM-FSM。混沌分析表明，新的混沌系统比目前提出的一维混沌系统具有更高的非线性、对初始条件的敏感度和更大的混沌参数范围。然后，我们提出了一种新的基于tm-fsm的图像加密方案，该方案既能一次完成混淆和扩散操作，又具有灵活的密钥空间。加密操作旨在实现最大的混淆和扩散特性。更改一位普通图像或密钥将导致完全不同的密码图像。采用直方图分析、对比分析、局部香农熵、抗差分密码分析和密钥安全性等方法对该密码进行了分析。与其他最新方案的性能比较也说明了该方案的优越性。
数字混沌系统与密码学有许多共同的特性，这些特性促使它们在密码算法设计中被采用，如散列函数〔1〕、图像密码〔2-5〕。这些特性包括对初始条件的敏感性、非线性、不可预测性。和遍历性。高维（HD）和一维（1D）混沌映射都被广泛用于数字图像的加密。简单的一维混沌系统由于其计算效率而更受欢迎。然而，一维地图由于其数学结构简单，存在着各种安全缺陷。这些安全问题的范围从一个小的混沌参数范围，低灵敏度的初始条件和/或控制参数，低遍历性和低复杂性。因此，研究人员提出了许多混沌方法来克服这些漏洞，提高混沌性能。
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