改进Arnold变换与量子混沌的图像加密系统

摘要 本文设计了一种基于Arnold变换与混沌映射的图像加密系统.密钥生成器以安全哈希算法SHA-256为核心,产生改进离散Arnold变换和量子混沌映射的初始参数.改进离散Arnold变换是针对传统Arnold变换密钥空间不足、周期性、仅置换加密等缺点进行改进.本系统将传统离散Arnold变换中的矩阵A设计成一个动态矩阵,使其完全依赖于安全哈希算法SHA-256;同时在空间置换结束前为每个像素的坐标添加一对安全密钥,进一步扩大密钥空间.仅置换加密无法抵御统计分析,为克服这一缺陷,同时消除Arnold变换的周期性影响,本文在Arnold置换前利用量子混沌映射对每一个像素进行线性变换.实验结果表明,本文提出的加密系统能够抵御直方图分析、相关性分析、差分攻击、暴力攻击等多种典型攻击,具有很高的安全性和加密效率