基于Logistic混沌序列的图像加解密算法matlab仿真

本文涉及的产品
密钥管理服务KMS,1000个密钥,100个凭据,1个月
简介: 基于Logistic混沌序列的图像加解密算法matlab仿真

1.算法仿真效果
matlab2022a仿真结果如下:

f5ed35bb405f15c93c7fcf3898752d4d_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
5f071289bc802df2cffb9976cb23b33b_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
6b6ca8464be648bb516d17386ffc0a64_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
bd2c58b26acb7a3e75ed0aa6854b92fb_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

2.算法涉及理论知识概要
基于logistic混沌序列的图像加解密算法是一种基于混沌理论的加密算法,它通过混沌序列生成的随机数来改变图像的像素值,从而达到加密的目的。本文将详细介绍基于logistic混沌序列的图像加解密算法。混沌理论是指一类非线性动力学系统的行为,这类系统的特点是具有高度的敏感性依赖于初始条件,即微小的初始条件变化可能会导致系统的演化轨迹产生巨大的差异。混沌理论的兴起与发展,对于科学技术的进步有着重要的推动作用。
logistic混沌系统是一种广泛应用于密码学领域的一维混沌系统,它由以下的迭代公式定义:
x_{n+1}=mu x_n(1-x_n)
其中,x_n为第n次迭代的系统状态,$\mu$为控制参数,通常取值在3.569945至4.0之间,且在这个区间内的不同取值会导致系统产生不同的混沌轨迹。
logistic混沌系统的演化轨迹一般表现为一条分叉的曲线,如图1所示。不同的控制参数mu会导致不同的演化轨迹,因此可以通过调整控制参数的值来获得不同的混沌序列。
三、基于logistic混沌序列的图像加密算法
基于logistic混沌序列的图像加密算法是一种基于混沌理论的加密算法,它通过混沌序列产生的随机数来改变图像的像素值,从而达到加密的目的。
选择一个合适的logistic混沌系统,确定其控制参数mu。将需要加密的图像转化为灰度图像,即将彩色图像转化为单通道的灰度图像。
将灰度图像分割为若干个像素块,并将每个像素块的像素值展开为一个一维的数组。对每个像素块的像素值进行加密,具体步骤如下:
a. 以logistic混沌系统的迭代公式为基础,生成一个与像素块长度相同的混沌序列。
b. 将混沌序列中的值映射到[0,1]之间,作为像素块中每个像素值加密的密钥。
c. 将像素块中的每个像素值与其对应的密钥异或运算,得到加密后的像素值。
将每个像素块的加密后的像素值重新组合成一个二维的像素块,并将所有像素块组合成加密后的图像。
加密后的图像看起来与原图像几乎没有区别,但是由于每个像素值都经过了logistic混沌序列产生的随机数的加密,因此数据的随机性和不可预测性大大增强,从而达到了加密的目的。
解密的过程与加密的过程类似,选择一个合适的logistic混沌系统,确定其控制参数mu。将加密后的图像分割为若干个像素块,并将每个像素块的像素值展开为一个一维的数组。对每个像素块的像素值进行解密,具体步骤如下:
a. 以logistic混沌系统的迭代公式为基础,生成一个与像素块长度相同的混沌序列。
b. 将混沌序列中的值映射到[0,1]之间,作为像素块中每个像素值加密的密钥。
c. 将像素块中的每个像素值与其对应的密钥异或运算,得到解密后的像素值。
将每个像素块的解密后的像素值重新组合成一个二维的像素块,并将所有像素块组合成解密后的图像。解密后的图像与加密前的图像完全一致。
基于logistic混沌序列的图像加解密算法是一种基于混沌理论的加密算法,它通过混沌序列产生的随机数来改变图像的像素值,从而达到加密的目的。由于混沌序列具有高度的随机性和不可预测性,因此基于logistic混沌序列的图像加解密算法具有很高的安全性。

3.MATLAB核心程序
```I0 = imread('lena.png');
img = rgb2gray(I0);

figure;
subplot(121)
imshow(img);
title('原图像');
subplot(122)
imhist(img);

r = 1.58;
x(1) = 0.65;
Rr = size(img,1);
Cc = size(img,2);

%Logistic混沌加密
for n=1:RrCc-1
x(n+1) = r
x(n)*(1-x(n));
end
[VV,II] = sort(x);

%加密
[himg,img_,key] = func_jiami(img,II,Rr,Cc);

[img2] = funcjiemi(img,II,key,Rr,Cc);

figure
subplot(121)
imshow(himg);
title('加密图像');
subplot(122)
imhist(himg);

figure
subplot(121)
imshow(img2);
title('解密图像');
subplot(122)
imhist(img2);

...........................................

figure;
subplot(3,2,1)
SHOWS(x1,y1)
title('原图像Horizontal');

subplot(3,2,3)
SHOWS(x2,y2)
title('原图像Vertical');

subplot(3,2,5)
SHOWS(x3,y3)
title('原图像Diagonal');

subplot(3,2,2)
SHOWS(x4,y4)
title('加密图像Horizontal');

subplot(3,2,4)
SHOWS(x5,y5)
title('加密图像Vertical');

subplot(3,2,6)
SHOWS(x6,y6)
title('加密图像Diagonal');
```

相关文章
|
9天前
|
算法 数据挖掘 数据安全/隐私保护
基于FCM模糊聚类算法的图像分割matlab仿真
本项目展示了基于模糊C均值(FCM)算法的图像分割技术。算法运行效果良好,无水印。使用MATLAB 2022a开发,提供完整代码及中文注释,附带操作步骤视频。FCM算法通过隶属度矩阵和聚类中心矩阵实现图像分割,适用于灰度和彩色图像,广泛应用于医学影像、遥感图像等领域。
|
10天前
|
算法 调度
基于遗传模拟退火混合优化算法的车间作业最优调度matlab仿真,输出甘特图
车间作业调度问题(JSSP)通过遗传算法(GA)和模拟退火算法(SA)优化多个作业在并行工作中心上的加工顺序和时间,以最小化总完成时间和机器闲置时间。MATLAB2022a版本运行测试,展示了有效性和可行性。核心程序采用作业列表表示法,结合遗传操作和模拟退火过程,提高算法性能。
|
10天前
|
机器学习/深度学习 算法 芯片
基于GSP工具箱的NILM算法matlab仿真
基于GSP工具箱的NILM算法Matlab仿真,利用图信号处理技术解析家庭或建筑内各电器的独立功耗。GSPBox通过图的节点、边和权重矩阵表示电气系统,实现对未知数据的有效分类。系统使用MATLAB2022a版本,通过滤波或分解技术从全局能耗信号中提取子设备的功耗信息。
|
3月前
|
安全
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
198 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
|
3月前
|
存储 算法 搜索推荐
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
128 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
|
3月前
|
数据采集 存储 移动开发
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
90 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
|
6月前
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
6月前
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
|
6月前
|
Serverless
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)