matlab 混沌信号,基于五维混沌系统的图像加密方法
大家都知道混沌信号作为加密信号源，可以应用于图像加密，文本文件加密，语音加密，系统加密等诸多领域，那么接下来，我给大家介绍一种基于五维混沌系统的图像加密方法，该方法不仅可以实现对图像加密，而且与其它加密方法相比较，除了应用混沌信号对图像加密外，还可以设置加密密码，因此该方法具有更好的保密性能。
一、混沌系统及其MATLAB仿真
五维混沌系统的方程为：
式中，a＝30，b＝-25，c＝-40，d＝35，e＝-2，f＝45，g=55，h＝-2，i＝-50。
MATLAB仿真结果如图所示：
二、基于五维混沌系统的图像加密算法
本文将采用图像置乱技术对图像进行加密处理。
1、加密算法简要介绍
首先对该五维混沌系统的微分方程产生的实值序列进行预处理，抽取一定的二进制序列进行图像加密，其次是读取256×256格式大小的原图像，将原图像块置乱，再按图像块中的行(或列)进行置换。如下图所示：
将256×256格式大小的原图像分成32×32格式大小的图像块，结果得到8×8＝64个小图像块，对这64个小图像块在整个图像上利用8×8的幻方或Hilbert变换进行块置乱，用来取消图像的像素点在领域中空间位置的相关性，最后在将得到的图像在行、列两个方向上分别进行上、下及左、右的隔行(或隔列)的整行(或整列)的元素交换，以消除图像相邻行(或列) 的位置相关性，这样就可以得到加密图像了。
2、加密过程
由上图所示的原图像和加密图像的灰度直方图强度的分布可以看出，加密的图像比原图像的灰度值的强度分布的更均匀更随机，这同时也就提高了图像的抗攻击能力，保证了其传递信息的安全性能。再有为提高图像信息传递过程的更安全性，可以将原图像的加密算法进行迭代，使之比原来的图像安全保密性措施更好。
把迭代的次数和混沌信号的加减手段做为密码，更有利于保密，如图所示。
原图像经过了数次的迭代加密后的加密过程，可以看出图像加密的迭代次数越多，迭代的加密图像效果越好，其识别原图像能力也就越差，原图像加密的效果也就越好，解密也就越困难了。这样图像等信息的传递过程中其安全性能也就越来越高。
3、解密过程
对于图像的解密过程就是加密图像的逆过程，必须知道其迭代的次数和混沌信号的加减手段，否则将无法正确解密出原图像的，就像上图的(g)图所示不完全知道其加密过程就会出现错误解密的图像。
加密技术的发展主要是在编译和破译的不断斗争逐步发展起来的，随着社会的不断进步，一些新的加密算法不断的涌现出来，而利用混沌系统作为加密源，是近年来提出的新方法。首先对一个五维的混沌系统对其进行仿真，验证了系统的混沌性。然后利用该五维混沌系统对图像进行加密处理，通过迭代的次数和混沌信号的加减手段设置为密码，更提高了解密难度。进一步说明了该方法的实用性。
小知识之混沌现象
混沌现象是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动，一个确定性理论描述的系统，其行为却表现为不确定性一不可重复、不可预测，这就是混沌现象。
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