完整版基于MATLAB的混沌序列图像加密程序Word文档格式.docx
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其次，用Logistic混沌映射产生一个长度为的混沌序列{k1，k2，A，kM×
N}，并构造等差序列D：
{1，2，3，A，M×
N-1，M×
N}。
再次，将所产生的混沌序列｛k1，k2，A，kM×
N}的M×
N个值由小到大排序，形成有序序列｛k1′，k2′，A’，kM×
N’}，确定序列｛k1，k2，A，kM×
N}中的每个ki在有序序列｛k1′，k2′，A’，kM×
N’}中的编号，形成置换地址集合｛t1，t2，A，tM×
N}，其中ti为集合{1，2，A，M×
N}中的一个；
按置换地址集合｛t1，t2，A，tM×
N}对序列C进行置换，将其第i个像素置换至第ti列，i=1，2，A，M×
N，得到C’。
将等差序列D做相同置换，得到D’。
最后，B’是一个M×
N的矩阵，B’（i,j）=C’（（i-1）×
M+j），其中i=1，2，A，M；
j=i=1，2，A，N，则B’就是加密后的图像文件。
解密算法与加密算法相似，不同之处在于第3步中，以序列C’代替随机序列｛k1，k2，A，kM×
N}，即可实现图像的解密。
2.用MATLAB的实现基于混沌的图像置乱加密算法
本文借助MATLAB软件平台，使用MATLAB提供的文本编辑器进行编程实现加密功能。
根据前面加密的思路，把加密算法的编程分为三个主要模块：
首先，构造一个与原图a等高等宽的矩阵b加在图像矩阵a后面形成复合矩阵c：
b=zeros（m1,n1）;
ifm1>
=n1
n1
fore=1:
b=（e,e）;
end
……
else
（n1-m1）
b（（m1+e-1）,e）=m1+e-1
c=zeros（m1*2,n1）;
c=zeros（m1*2,1）;
c=[b,a];
然后，用Logitic映射产生混沌序列：
forn=1:
n1+100x（n+1）=q*x（n）*（1-x（n））;
endn=101:
1:
n1+100;
y（n-100）=x（n）;
最后，采用冒泡法将产生的混沌序列值由小到大进行排序，并利用同样的换序条理依次对复合矩阵的列和行进行打乱排序：
forf=1:
n1-1forh=f:
n1ify（f）>
y（h）k=y（f）;
y（f）=y（h）;
y（h）=k;
c1=c（:
f）;
c（:
f）=c（:
h）;
h）=c1;
forh=g:
m1
ify（f>
y<
h）
k=y（f）
y（f）=y（h）
d1=d（:
d（:
f）=d（:
h）=d;
解密的程序与加密的相反。
3.基于混沌的图像置乱加密算法效果分析
利用Logistic混沌序列对图像像素点置乱对图像文件加密，其效果要比用Logistic混沌序列直接对图像文件加密好，令x0=0．3001，图2（b）为用Logistic混沌序列直接对图像文件爱你进行加密的图像，图2（c）为用Logistic混沌序列对图像像素点置乱对图像文件进行加密的图像，图2（d）为其的解密图像文件。
4.设计原理
运用异或运算将数据进行隐藏，连续使用同一数据对图像数据两次异或运算图像的数据不发生改变，利用这一特性对图像信息进行加密保护。
用户输入的密码必须在0~1之间任何一个数据进行加密，并且加密的程序与解密的程序输入的密码必须一致才能正确解密。
四.源程序
%该程序针对图像近似系数和高频系数进行加密，以达到加密的效果
clearall;
t0=clock;
%测试程序运行时间
im=imread（'
tank.jpg'
）;
im1=rgb2gray（im）;
%图像灰度化
im1=medfilt2（im1,[33]）;
%图像平滑处理
figure;
imshow（im1）;
title（'
灰度化处理'
im1=double（im1）;
%小波变换，获取图像的低频高频系数
[ca1,ch1,cv1,cd1]=dwt2（im1,'
bior3.7'
figure（3）;
subplot（231）;
imshow（ca1,[]）;
图像近似'
subplot（232）;
imshow（ch1）;
低频水平分量'
subplot（233）;
imshow（cv1）;
低频垂直分量'
subplot（234）;
imshow（cd1）,;
高频分量'
%%%%%%以下为混沌加密算法%%%%%%
[M,N]=size（ca1）;
e=hundungen（M,N,0.1）;
tt=0.1;
fca1=mod（tt*ca1+（1-tt）*e,256）;
subplot（235）;
imshow（fca1,[]）;
加密'
im2=idwt2（ca1,ch1,cv1,cd1,'
figure（4）;
imshow（uint8（im2）,[]）;
灰度图像小波重构'
im3=idwt2（fca1,ch1,cv1,cd1,'
figure（5）;
imshow（uint8（im3）,[]）;
加密图像小波重构'
%%%%%%以下为混沌解密算法%%%%%%
[fca1,ch1,cv1,cd1]=dwt2（im3,'
fca2=（fca1-（1-tt）*e）/tt;
im4=idwt2（fca2,ch1,cv1,cd1,'
figure（6）;
imshow（uint8（im4）,[]）;
解密图像小波重构'
%置乱后图像的均值
figure（7）;
subplot（221）
imhist（uint8（im1））;
初始图像的直方图'
subplot（222）
imhist（uint8（fca1））;
ca1系数加密之后的直方图'
subplot（223）
imhist（uint8（im3））;
加密之后的直方图'
subplot（224）
imhist（uint8（im4））;
解密之后的直方图'
ssy=sum（sum（im3））;
%置乱后图像的均值
uy=ssy/（M*N）;
vy=sum（sum（（im3-uy）^2））;
ssx=sum（sum（im1））;
%原图像的均值
ux=ssx/（M*N）;
vx=sum（sum（（im1-ux）^2））;
Variancey=vy/uy;
%置乱后图像的方差
Variancex=vx/ux;
%原图像的方差
%置乱度
DDD=Variancey/Variancex;
etime（clock,t0）
五.运行结果及分析总结
1.运行结果：
2.结果分析：
由程序的运行结果来看，原图被加密后在显示出来，已经无法辨别其内容，实现了图像数据的隐藏，这种混沌序列方法对图像数据的加密是十分有用，实现了信息的保密，在网络传输中能够很好地保护图像数据不被第三方轻易获取其内容，实现数据的隐藏保护。
3.心得体会
通过运用matlab语言进行图像数据的加解密，不仅了解了matlab本身处理信息的优越性也了解了信息安全的必要性，对于信息的保密是十分重要的，尤其是一些安全部门。
对于图像信息的加密了解了混沌序列的一些初步知识，对于混沌序列的思想有的一些了解，本程序是通过异或运算的特性对图像信息进行加解密，使图像信息的到保护。
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