公司上网行为管理,就用安企神软件
立即咨询混沌系统是一种非线性动力学行为,基于混沌系统产生的混沌序列具有很好的初值敏感性、遍历性和伪随机的特点。由于混沌序列具有这些优良特性,因此近年来基于混沌的加密技术日益成为密码学的研究热点之一。我们利用三维Arnold混沌系统对图像进行置乱与异或,从而实现同时改变图像的像素的位置与像素值。
一、三维Arnold混沌系统
经典的二维Arnold混沌系统形式为:
引入两个参数来加以推广得到更一般的形式:
进一步地,将(2)式推广到三维空间,得到三维Arnold混沌系统:
其中:
取ax=bx=ay=by=ax=bx=1,得:
通过计算容易得出A的三个特征值,δ1_=7. 184 2>1,0.2 =0.243 0<1,δ3=0.572 8<1。
因此对应最大Lyapunov指数为Inδ1 =1. 971 9>1,与对应二维Amold混沌系统最大Lyapunov指数比较,可知三维Amold混沌系统具有更强的混沌性质。
二、基于三维Arnold混沌系统的图像加密算法
1、把二维矩阵数据重构为三维矩阵数据:设二维图像矩阵A的大小为M×N,按矩阵的列(行)顺序依次读取A的元素并依次放至三维矩阵B中,矩阵B的大小为J×K×3,满足条件:M×N=J×K×3。当肘,N都不能被3整除,则可通过边界填充n行(列)0(黑色)使M+n(N+n)得能被3整除。
2、取初始点(xo,y0,zo),其中xo,y0,zo∈(0,1),由三维混沌系统(3)迭代映射To次后,将得到的XT0,Yro与赋给初始值xo,y0,zo。用这三个新的初始值分别迭代映射J×K次,得到三条长度为的混沌序列{xi|i=1,2,…,J×K}、 {yi|i=1,2,…,J×K}与{zi|i=1,2,…,J×K}。按照式(2.1)对这两个序列进行改迸:
其中XI可以是xi,Yi或zi,k=3,round(.)为取最近整数运算, 得到_{ui|i=1,2,…,J×K}、{vi|i=1,2,…,J×K}与{wi|i=1,2,…,J×K}。
3、对图像进行空间置乱,应用{u}i、{v}i和{w}i构造置乱矩阵。选择{u}i、{v}i和{w}i的前J个元素,生成3个行变换序列,再对它们进行排序,得到索引序列,然后构造3个J×J的零矩阵,将每行中对应的索引序列元素值的列的值变为1,构造出3个行置乱矩阵M1,M2,M3.同理,在{u}i、{v}i和{w}i中抽取3个长度为K的序列,构造出3个列置乱矩阵N1,N2,N3。对三维矩阵的每一层按式(2.2)进行置乱:
4、应用{ui|i=1,2,…,J×K}、{vi|i=1,2,…,J×K}与{wi|i=1,2,…,J×K}重构一个三维矩阵C,矩阵C的大小为J×K×3,与置乱后的三维矩阵B进行异或运算得到三维矩阵H。
5、把三维矩阵N重构成二维矩阵D,输出加密后的图像。
解密方法为上述过程的逆。
三、基于三维Arnold混沌系统的图像加密算法实验结果及分析
1、实验结果
在MATLAB7.O编程环境下利用本文提出的加密算法对一幅256×256图像进行了加密和解密实验,设置参数分别为ax =bx=by=ax=bx=1,设置系统初始值分别为x0=0.01,y0 =0.01,z0 =0.1及To =2 000。错误密钥为xo=0.01,yo=0.01,zo =0.100000000 000001,图像加密解密效果如图1。
由图1可见,由于混沌序列对初始值非常敏感,即使初始值有微小的变化也无法对图像进行正确解密。
2、分析
(1)密钥空间
一个好的图像文件加密方案应该使其密钥空间足够大从而使得强行攻击不可行,在本文提出的加密算法中,三维超混沌系统的参数与初始值用作密钥,其中xo,yo,z0为双精度型,精度为10 -16,To,zx,bx,ay,by,az,bz为8bit整数型,所以密钥空间为:
因此使用穷举攻击解密图像几乎是不可能成功的。
(2)统计分析
对于一些加密算法通过统计分析就可能被破译,因此一个好的加密系统应该具有比较好的统计特性。下面通过比较原图象与加密图象的直方图来分析该系统的统计特性。比较图2可知,变换前后的直方图发生了明显的变化,变化后的直方图呈均匀分布,它掩盖了变化前的分布规律,具有很强的伪随机性,这大大增加了破译者的工作量和工作难度,因此该密码可有效地抵抗统计和已知密文攻击。
分别从原图和加密图随机选取1000个相邻(垂直、水平、对角)像素点判断其相关性,表1列出了两图在水平,竖直和对角方向的相关性,图3(a)是原图相邻像素在垂直方向相关性,图3(b)是密图相邻像素在垂直方向相关性。可见加密后图像的相关性大大降低。
(4)抗干扰能力分析
为了验证文中加密算法的抗干扰能力,下面对LeM图像改变密图质量,使加密图像受到噪声污染和几何失真以及JPEG压缩的攻击,然后进行解密。图4(a)对Lena密图的中心进行大小面积为128×128剪切。图4(b)为剪切后的密图的解密图像,图4(c)为密图添加Gaussian噪音后的解密图像,噪音强度为2%。图4(d)为密图添加椒盐噪音后的解密图像,噪音强度为4%。图(e)为对Lena密图进行压缩的品质因子为80的JPEG压缩后的解密图像,图4(f)对密图添加文字,图4(g)为添加文字后的解密图像,实验的结果表明此算法具有较强的抗干扰能力。
小知识之非线性动力学
非线性动力学联系到许多学科,如力学、数学、物理学、化学,甚至某些社会科学等。 非线性动力学的三个主要方面:分叉、混沌和孤立子,事实上,这不是三个孤立的方面,混沌是一种分叉过程,孤立子有时也可以和同宿轨或异宿轨相联系,同宿轨和异宿轨是分叉研究中的两种主要对象。
LSC局域网控制软件电脑版下载,2024官方最新版下载使用
LSC局域网控制软件电脑版下载,2024官方最新版下载使用在信息化时代,局域网的管理和控制显得尤为重要,而LSC局域网控制软件作为一款功能强大的工具,为用户提供了极大的便利。随着2024年官方最新版的推出,很多用户纷纷关注这一软件的下载与使用情况。在本文中,我们将全面评测LSC局域网控制软件的功能、特点以及如何下载和使...
LSC局域网屏幕监控系统电脑版:2024官方最新版下载与使用指南
LSC局域网屏幕监控系统电脑版:2024官方最新版下载与使用指南在信息技术迅猛发展的今天,企业和个人对于数据安全和信息监控越来越重视。特别是在局域网环境中,屏幕监控成为了保护信息和有效管理的重要手段。LSC局域网屏幕监控系统电脑版,是一款功能强大的监控工具,让用户可以实时查看局域网内各设备的屏幕内容。本文将详细介绍LS...
企业高效管理的新利器:公司LSC屏幕监控软件有什么优势
企业高效管理的新利器:公司LSC屏幕监控软件有什么优势在当今快速发展的信息技术时代,企业如何高效、智能地管理自己的信息及资源,已成为每个管理者必须面对的重大课题。LSC屏幕监控软件作为一种新兴的数字化管理工具,为企业提供了一个强有力的解决方案。今天,我们就来深入剖析LSC屏幕监控软件的优势,帮您发现其在企业管理中的重要...
LSC屏幕监控软件使用全解析:如何高效使用与配置
LSC屏幕监控软件使用全解析:如何高效使用与配置在现代企业管理中,信息安全与数据监控变得愈发重要。公司LSC屏幕监控软件凭借其强大的功能与灵活的应用,成为了许多企业的优选工具。这款软件不仅可以实时监控员工的屏幕活动,还能够记录历史数据,为企业提供全面的安全保障和数据分析。本文将详细介绍LSC屏幕监控软件的使用方法和最佳...
公司LSC屏幕监控系统多少钱?如何选择LSC屏幕监控系统
公司LSC屏幕监控系统多少钱?如何选择LSC屏幕监控系统在现代企业中,屏幕监控系统已成为信息安全管理的重要工具。特别是对于处理敏感数据的公司来说,如何选择合适的屏幕监控系统以及其价格成了许多企业主的关心话题。本文将深入探讨LSC公司的屏幕监控系统,包括其价格构成、功能优势、选购建议等,为企业在选择时提供有价值的参考。一...