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基于忆阻器神经网络和改进Logistic映射的图像加密法研究

2021-12-09李涵,葛斌

通化师范学院学报 2021年12期

李 涵,葛 斌

随着计算机网络技术的发展,图像作为一种信息载体被广泛使用.但由于图像信息量大、冗余度高的特点,传统的加密算法,如DES(Data Encryption Standard)等对文本进行加密的算法[1],已经不适用于对图像进行加密.由于混沌映射函数具有对初值敏感性、伪随机性、非周期性等特点,被广泛应用到随机序列的生成,这使得混沌加密算法受到众多学者的关注[2-10].

混沌映射包括:低维映射与高维映射,其中,一维Logistic混沌映射函数,形式简单且运算效率高,被广泛使用[3],但其安全性较低;高维映射参数多,安全性高,但其效率较低[4];因此,一些学者通过改进一维混沌映射,提高混沌序列的随机性[5-7].周辉等[6]通过构造2维Henon-Sine映射,提高混沌映射函数的性能.对于加密系统而言,混沌序列应用到置换与扩散操作中,增强了混沌序列的随机性,加密系统的安全性也随之提高.

对于图像加密算法而言,像素级的置乱操作仅仅能改变像素的位置,破坏相邻像素之间的相关性,但是每个像素值在整张图像中出现的频率并没有改变.因此,像素级的置乱操作不能抵抗统计分析攻击.而对图像中像素进行bit位置乱操作却能够同时改变像素值的位置和大小,算法效率较高,能够达到抵抗统计攻击的目的[9-10].

本文选择忆阻器神经网络,将其更新的权值作为混沌系统的密钥,使用生成的混沌随机序列完成图像的置乱和扩散;并通过密钥空间分析、信息熵分析、直方图分析、相关性分析等……

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