混沌理論及應用研究

目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與研究意義 1
1.2 主要研究內(nèi)容 3
1.3 本書的組織結(jié)構(gòu) 3
第2章 混沌理論基礎 5
2.1 混沌理論的發(fā)展過程 5
2.2 混沌的定義 6
2.3 混沌運動的特征 7
2.4 混沌系統(tǒng)的測度準則 9
2.4.1 Lyapunov指數(shù) 9
2.4.2 Poincaré截面法 9
2.4.3 功率譜法 10
2.4.4 分維數(shù)分析法 10
2.4.5 Kolmogorov熵 12
2.5 混沌理論的應用 13
2.6 本章小結(jié) 14
第3章 混沌理論在密碼學中的應用 15
3.1 現(xiàn)代密碼學概要 15
3.1.1 密碼學基本概念 15
3.1.2 對稱密鑰密碼系統(tǒng) 15
3.1.3 公開密鑰密碼系統(tǒng) 16
3.1.4 密碼分析與算法安全 17
3.2 混沌理論與密碼學的關(guān)系 18
3.3 混沌密碼學的發(fā)展概況 20
3.4 典型的混沌序列密碼 21
3.4.1 序列密碼概述 21
3.4.2 混沌理論用于序列密碼的可行性 21
3.4.3 基于混沌偽隨機數(shù)發(fā)生器的序列密碼 22
3.5 典型的混沌分組密碼 22
3.5.1 分組密碼概述 22
3.5.2 混沌理論用于分組密碼的可行性 24
3.5.3 基于逆向迭代混沌系統(tǒng)的分組密碼 24
3.6 混沌密碼設計新思路 25
3.6.1 基于搜索機制的混沌密碼 25
3.6.2 基于混沌系統(tǒng)的概率分組密碼 28
3.7 本章小結(jié) 29
第4章 改進的基于混沌映射的對稱圖像加密算法 30
4.1 概述 30
4.2 基于3D Cat映射的對稱圖像加密方案的過程 30
4.3 基于3D Cat映射的對稱圖像加密方案的安全性問題 32
4.4 改進的基于3D Cat映射的對稱圖像加密方案 33
4.4.1 復合離散混沌系統(tǒng)的定義 33
4.4.2 圖像的置亂過程 33
4.4.3 圖像的置混過程 33
4.4.4 圖像的加密和解密過程 34
4.5 改進的基于3D Cat映射的對稱圖像加密方案的安全性分析 35
4.5.1 密鑰空間分析 35
4.5.2 密鑰敏感性測試 35
4.5.3 抗選擇明文圖像攻擊 37
4.5.4 統(tǒng)計分析 38
4.5.5 差分攻擊 39
4.6 本章小結(jié) 40
第5章 基于Hénon映射和Feistel結(jié)構(gòu)的分組密碼算法 41
5.1 概述 41
5.2 Feistel結(jié)構(gòu) 41
5.3 混沌系統(tǒng)及其特性分析 42
5.4 算法設計 44
5.4.1 基于Hénon映射的Feistel結(jié)構(gòu)設計 44
5.4.2 算法詳細描述 45
5.5 模擬仿真及分析 46
5.6 本章小結(jié) 49
第6章 多級混沌圖像加密算法 50
6.1 概述 50
6.2 算法描述 50
6.3 算法設計 51
6.3.1 圖像像素點空間置亂 51
6.3.2 像素值的擴散 52
6.4 安全性分析和仿真實驗 54
6.5 本章小結(jié) 57
第7章 數(shù)字水印技術(shù) 58
7.1 數(shù)字水印的產(chǎn)生背景 58
7.2 數(shù)字水印的研究現(xiàn)狀 58
7.3 數(shù)字水印的基本模型 61
7.4 數(shù)字水印的分類 62
7.4.1 空間域數(shù)字水印 63
7.4.2 變換域數(shù)字水印 63
7.5 數(shù)字水印的攻擊 64
7.6 數(shù)字水印的性能指標 66
7.7 數(shù)字水印算法設計中需要考慮的因素 68
7.8 本章小結(jié) 68
第8章 帶密鑰的混沌數(shù)字水印算法 69
8.1 概述 69
8.2 帶密鑰的混沌數(shù)字水印嵌入技術(shù) 69
8.2.1 多級DWT 69
8.2.2 Logistic映射及其在數(shù)字水印算法中的應用 70
8.2.3 水印的嵌入/提取過程 71
8.2.4 水印的驗證方法 73
8.3 實驗與分析 73
8.3.1 視覺質(zhì)量 73
8.3.2 抗攻擊能力 74
8.3.3 安全性 75
8.4 本章小結(jié) 75
第9章 基于共軛混沌映射的數(shù)字水印算法 76
9.1 概述 76
9.2 混沌映射的拓撲共軛 76
9.3 水印圖像置亂 79
9.4 載體圖像加密 79
9.5 水印嵌入與提取 80
9.5.1 水印嵌入 80
9.5.2 水印提取 80
9.6 實驗與分析 80
9.6.1 水印檢測 80
9.6.2 抗剪切 81
9.6.3 抗JPEG壓縮變換 82
9.7 本章小結(jié) 83
第10章 小波、混沌和圖像迭代在數(shù)字水印中的應用 84
10.1 概述 84
10.2 多級小波變換 84
10.3 混沌動力系統(tǒng)與混沌序列 85
10.3.1 一維多參數(shù)非線性動力系統(tǒng)的基本原理 85
10.3.2 Logistic映射 86
10.4 圖像的迭代混合 86
10.5 基于Logistic映射和圖像迭代的小波變換數(shù)字水印算法 87
10.6 實驗與分析 88
10.7 本章小結(jié) 90
第11章 總結(jié)與展望 91
參考文獻 93