葛 滨，陈 刚，方 睿，廖忠智

(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；3．中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088)

0 引 言

数字图像凭借着形象生动的特性，正逐渐成为移动互联时代最重要的信息载体，如何安全地存储和传输图像数据已成为业界的重点关注领域[1-3]。3DES和AES等现代分组加密算法针对文本数据特点设计，在处理二维结构、高冗余度、大数据量的图像数据时暴露出很多安全和效率方面的问题[4-5]。日益严峻的隐私图像泄密问题催生了很多新型加密算法，这其中，初值极端敏感的混沌系统能够产生优良的长周期伪随机序列，因此被越来越多地用于设计图像加密算法[6-8]。

低维混沌系统结构简单、迭代速度快，围绕其设计的方案在硬件实现和高速加密方面具有明显的优势，但无法抵御相空间重构、非线性预测等现代密码学攻击手段[9]，同时较少的初值参数也导致密钥空间过小，很难满足实际的应用需求。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，在数字系统中能够保持很好的随机特性，自文献[10]提出了一种置乱-替换结构的超混沌图像加密方案以来，先后涌现出很多优秀的改进方案。文献[11]利用QR分解等技术改善密钥序列随机性，但是其时间复杂度较高。文献[12]利用散列函数改善算法的明文敏感性，但是加密过程本身仅依赖异或运算，很难抵御选择明文等攻击。……