基于加权直方图位混淆与分阶混沌异扩散的快速图像加密算法

目的 为了解决当前图像加密技术因在置乱和扩散过程忽略了明文像素特性，导致其抗明文攻击能力较弱，并且整个像素扩散均采用相同的加密机制来实现，存在安全性不理想问题，文中设计基于加权直方图位混淆和分阶混沌异扩散的快速图像加密算法。方法 该算法充分利用整个明文的像素值，将其嵌入到整个置乱与扩散阶段，且在扩散过程中，利用不同的加密函数对不同的像素进行扩散。首先，联合Logistic与Tent映射，利用非线性组合思想构建新的低维混沌系统，并分析其混沌性能；考虑输入明文的像素值，建立像素加权直方图，借助外部密钥，生成复合混沌系统的初值，通过迭代输出随机序列；再将明文的每个像素在位水平上进行扩展，利用离散化的随机序列在位水平上实现明文混淆；随后，将分数阶理论嵌入Logistic映射中，构建分阶Logistic混沌映射，利用像素的加权直方图对其迭代，输出混沌数组；对混淆密文的像素进行分类，结合混沌数组，设计异扩散模型，对三类像素进行不同的加密。结果 测试结果显示，与当前混沌加密算法相比，所提加密机制具有更强的抗明文攻击能力，其输出密文的像素分布更为均匀。结论 所提加密技术兼顾了较高的安全性与效率，能够较好地保护图像在网络中安全传输