葛 滨，陈 旭，陈 刚

(1.南通职业大学 电子信息工程学院，江苏 南通 226007；2.中国科学院半导体研究所，北京 100083)

近年来，如何保障数字图像在互联网上的安全存储和传输已经成为业界的研究热点[1-3]。与文本数据不同，图像数据具有二维结构、高冗余度和大数据量的特点，3DES和AES等加密算法已不再适用。虽然出现了Zigzag扫描[4]、Arnold变换[5]和幻方变换[6]等一些颇具特色的图像加密算法，但研究表明惟置乱算法仅能扰乱视觉信息，很难抵御现代密码分析技术[7]。对初值变化高度敏感的混沌系统能够产生大量优良的伪随机序列，天然符合密码设计所需的混淆和扩散规则[8-9]，因此随着混沌反控制技术的日趋成熟[10]，越来越多的研究人员正致力于使用混沌系统设计新型加密算法以彻底隐藏明文图像和密文图像之间的统计特性[11]。

相比普通混沌系统，超混沌系统结构更加复杂，具备在多个方向上拉伸折叠的能力，且两个以上正的李雅普诺夫指数使其在数字系统中能够保持更好的随机特性[12]。自文献[13]首次提出一种置乱-扩散结构的超混沌图像加密方案以来，先后出现了很多优秀的改进方案。文献[14]利用散列函数产生会话密钥提高了算法的明文敏感性，但是加密过程仅依赖异或运算，很难抵御选择明文等攻击。文献[15]引入遗传模拟退火的选择、交叉和变异操作改进算法的安全性，但其过于复杂的扩散过程导致加密速度较慢。文献[16]中引入密文分组链接加密使像素信息具有扩散能力，增强了算法安全性，但是其较慢的扩散过程导致运行效率不高。……