摘要:現如今圖像加密是保護圖像信息免受非法訪問的一種重要方法。近年來，各種基于的圖像加密算法被提出，為圖像加密算法的設計提供了新的思路。但是這些算法仍然有許多缺陷，例如發送的密鑰過長和低雪崩效應等。為此，本文提出了以計算為基礎的圖像加密的新方案，利用計算和互補規則對原始圖像進行加密。

首先，提出了一個基于真實DNA鏈的加密方法。這個算法使用序列和模塊化算術運算生成密鑰，利用密鑰和計算加密圖像每個像素值，從而實現對整個圖像的加密。利用MATLAB軟件對其進行編程實現，發現該算法的加密效果良好，但有部分缺陷。

其次，提出了一個改進的DNA加密算法，即將計算與混沌理論加密技術相結合，形成新的加密算法。為了使加密算法可逆，并且能用密鑰毫發無損地進行解密操作，本文利用互補規則編碼灰度圖像，并根據Logistic混沌映射的特性產生一個隨機矩陣，讓加法運算和求補運算都在此矩陣上進行。利用MATLAB軟件對其進行編程實現，并對算法做安全性分析后發現，算法加密效果良好，可以抵抗擇明文攻擊、蠻力攻擊和統計攻擊等。

關鍵詞   圖像加密；混沌映射；DNA編碼；可逆

目錄

摘要

Abstract

1 緒論-1

1.1 研究背景和現狀-1

1.2 研究目的和意義-1

1.3 本文的主要工作和章節安排-2

2 圖像加密算法設計現狀及其分析-3

2.1 基于塊變換和置換技術的加密方法及分析-3

2.2 結合混沌理論的加密方法及分析-3

3 基于DNA的圖像加密算法設計及分析-6

3.1 DNA概述-6

3.2 DNA互補規則和運算法則-7

3.3 基于DNA編碼和互補規則的加密算法研究和分析-8

3.3.1 密鑰生成和擴展-9

3.3.2 生成偽隨機序列-9

3.3.3 加密過程-10

3.3.4 安全性分析-12

3.3.5 不足之處-13

4 基于DNA與混沌映射的圖像加密的設計及分析-14

4.1 混沌理論-14

4.1.1 混沌理論概述-14

4.1.2 基于Logistic混沌映射的加密算法-15

4.2 基于DNA和混沌映射的圖像加密算法的設計-18

4.2.1 加密過程-18

4.2.2 算法說明-19

4.2.3 運行結果分析-20

4.3 算法的改進及分析-22

4.3.1 改進算法的安全性分析-23

4.3.2 改進算法的可逆性分析-26

4.4 算法的比較-28

結論-29

致謝-30

參考文獻-31

附錄-32