混沌理论在图像加密中的应用

基于混沌的图像加密技术是近年来才发展起来的一种密码技术。它是把待加密的图像信息看成是按照某种编码方式编成的二进制数据流，利用混沌信号来对图像数据流进行加密[179-180]。用混沌原理产生伪随机序列的方法是：利用一个非线性映射，按所选择的初始密钥产生混沌信号，经过适当的变换得到混沌输出序列。理论上，混沌信号由于具有对初始条件的高度敏感，快速衰减的相关函数和宽功率谱而成为伪随机信号的极佳候选者，可以用来对信息加密处理。同时，它又是决定性的，由非线性系统的方程、参数和初始条件完全决定。只要系统的参数和初始条件相同，该混沌信号就可以复制，从而可以从密文信息中解密出原有的信息。将混沌理论与密码技术相结合，就形成了“混沌密码体制”。

在基于混沌理论的密码技术加密算法体制中，密钥的设计和所参与的运算机制，使其具有位错误扩散作用，即两个长度完全相同的密钥，只要存在一位的差异，两个密钥的非线性变换的结果就是截然不同的。它实现了不同的密钥将导致加密或解密的非线性变换结果的全局性差异，从而保证了用户密钥使用唯一的属性。(www.xing528.com)

混沌系统本身是非线性确定性系统，某些确定而简单的动力学系统产生的混沌信号能表现出非常复杂的伪随机性（这符合Shannon 所提出的密码设计应遵循的混乱规则），它们难以预测，任何微小的初始偏差都会随时间而被指数式放大（这符合Shannon 所提出的密码设计应遵循的扩散规则），因此，关于初始状态的少量参数就可以产生满足密码学基本特性的混沌密码序列，具有自然的伪随机性，因而特别适合用于进行图像保密通信。