关博文

（国家开发银行宁夏回族自治区分行，宁夏 银川 750004）

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随着互联网与数字媒体技术的飞速发展，图像安全成为信息安全领域研究的重点课题。尽管可将二维数字图像看做是一串数据流，并使用经典的加密算法进行加密，但是这种途径往往忽略了数字图像一些自身特性，如：像素强相关性、高冗余度等。本文主要结合数字图像的特殊性质，在分数阶超混沌系统基础上，设计一种加密效率高、压缩性能好的双图像压缩-加密算法。论文第1章对算法的原理、流程图进行论述和分析。第2-4章主要从加密效果、压缩性能、安全性等方面进行仿真实验，对双图像压缩-加密算法的可行性和安全性进行了论证和分析，实验结果表明算法安全、可靠性。

1 双图像压缩-加密算法基于分数阶超混沌系统与DNA编码实现

本文提出的双图像压缩-加密算法加密流程如图1。假设明文图像I尺寸为NN，具体加密过程如下：

图1 算法的加密流程图

Step1: 使用分数阶Chen式超混沌系统构造控制序列。

（1）设定超混沌系统四个初值x0，y0，z0，w0，以及分数阶α、β、γ、δ。为得到更好的随机性，舍弃超混沌序列前10001个元素，取剩下的元素，组成四个超混沌序列{xi}，{yi}，{zi}，{wi}。

（2）将{xi}，{yi}，{zi}，{wi}取整，构造四个整数序列：

Step2：将原始图像I，J通过DCT转换成频谱，截取图像的低频部分，实现对原始图像进行压缩。

Step3：使用Logistic映射产生一个M×M的随机矩阵，记为R。

Step4：使用分数阶超混沌系统产生的四个整数序列控制DNA编码及运算，得到尺寸为M×M的密文图像C。

其中Xi∈[1,8],Yi∈[1,8],Zi∈[1,3],Wi∈[1,8]。,分别为H，R的编码方式，按照表1所示，共有8种。……