基于互聯(lián)網(wǎng)的超混沌圖像文件加密
admin 超混沌信號復(fù)雜度高，可以增加載波信號的隨機性以及不可預(yù)測性。為此我們提出了一種采用超混沌信號對圖像信號所進行的混沌掩蓋的加密方法以及在此基礎(chǔ)上所進行的超混沌復(fù)合加密方法。
一、加密算法原理
混沌保密系統(tǒng)采用只有一個正的Lyapunov指數(shù)的低維混沌系統(tǒng)，復(fù)雜度有限，在某種情況下很容易被破譯。利用具有多個正的Lyapunov指數(shù)的高維混沌系統(tǒng)，可使隨機性以及不可預(yù)測性增加，產(chǎn)生更復(fù)雜的時域信號，提高傳輸信號的復(fù)雜度，提高系統(tǒng)的保密性能。
1、基于超混沌的加密系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用四階的超混沌Rossler振蕩器。
加密端為：
其中p(t)為信息信號，也稱為明文，即待加密的圖像信號，變量z起超混沌掩蓋信號的作用，即它能掩蓋信息信號p(t)，因此通過信道傳輸?shù)男盘枮閟(p)，即加密后的密文。
解密端為：
其中變量z為超混沌去掩蓋信號，它滿足：
如加密端和解密端的算法參數(shù)即密鑰參數(shù)一致，則z=z，傳輸網(wǎng)絡(luò)是基于互聯(lián)網(wǎng)，故保證s(t)無失真，因此p(t）=p(t)，能正確恢復(fù)原信息信號，如圖1。
2、基于超混沌的復(fù)合加密系統(tǒng)
為了進一步提高超混沌加密系統(tǒng)的抗破譯能力，先用n階移位密碼b1對信息信號進行加密，
其中：
按式（5）對信息信號進行遞歸加密，h和n為加密參數(shù)，K(t)為混沌密鑰，這些參數(shù)如下選擇：h=4，n=30，K(t)=y(t)。
然后，再進行超混沌掩蓋：
根據(jù)式（7）解密端恢復(fù)的已加密信號為：
考慮到解密規(guī)則與加密規(guī)則一樣，
恢復(fù)信息為：
其中een(t）由式(8)給出，而密鑰由接收端產(chǎn)生?？紤]解密端與加密端算法選擇的參數(shù)相同，因此z=z，een(t）=een(t），而且傳輸端產(chǎn)生的密鑰K(t)=y(t)與接收端產(chǎn)生的密鑰K(t)=y(t）相同，根據(jù)式(5)-(10)可得出結(jié)論p(t)=p(t)，見圖2，因此不用通過信道傳輸任何密鑰，接收端就能恢復(fù)明文p( t)。
二、仿真結(jié)果
加密算法仿真時，加密端與解密端采用相同的參數(shù)，包括步長、初始值以及加密參數(shù)h和n等，它們構(gòu)成加密算法的密鑰空間，如果解密端的密鑰與加密端的不同（在算法精度范圍內(nèi)），則不能恢復(fù)原圖像。
1、基于超混沌加密系統(tǒng)的圖像加密結(jié)果（如圖1）
2、基于超混沌復(fù)合加密系統(tǒng)的圖像加密結(jié)果（如圖2）
小知識之遞歸
程序調(diào)用自身的編程技巧稱為遞歸（ recursion）。遞歸做為一種算法在程序設(shè)計語言中廣泛應(yīng)用。 一個過程或函數(shù)在其定義或說明中有直接或間接調(diào)用自身的一種方法，它通常把一個大型復(fù)雜的問題層層轉(zhuǎn)化為一個與原問題相似的規(guī)模較小的問題來求解，遞歸策略只需少量的程序就可描述出解題過程所需要的多次重復(fù)計算，大大地減少了程序的代碼量。
