Criptografia de imagens coloridas baseada em sistemas duplos de supercaos combinados com compressão sensorial e transformação de Fibonacci

JIA Jingwen ,  

ZHANG Zhao ,  

ZHOU Hongyan ,  

CHEN Xuebo ,  

摘要

Para resolver os problemas dos algoritmos atuais de criptografia de imagens caóticas, como a fraca propriedade caótica dos sistemas caóticos de baixa dimensão e a baixa segurança, o alto custo de transmissão e o grande espaço de armazenamento dos sistemas caóticos de alta dimensão, assim como o grande espaço ocupado e o alto custo de transmissão das matrizes de medição tradicionais na tecnologia de compressão sensorial, este artigo propõe um algoritmo de criptografia de imagens coloridas que combina um sistema duplo de supercaos com compressão sensorial e transformação de Fibonacci. Primeiro, o algoritmo Arnold é otimizado pelo sistema supercaótico de Lorenz para melhorar a segurança. Em seguida, é utilizado um sistema supercaótico 6D para aprimorar a matriz de medição da compressão sensorial, reduzindo os recursos espaciais e os custos de transmissão. Depois, um sistema supercaótico 6D com grande espaço de chave e alta segurança é usado para a permutação, aumentando a segurança. Por fim, a difusão em blocos utilizando a matriz Q de Fibonacci é adotada para aumentar a imprevisibilidade. Além disso, é introduzido um algoritmo de descriptografia de incorporação de gradiente projetado 2D na reconstrução da imagem, que em comparação com algoritmos tradicionais de reconstrução apresenta maior segurança e eficiência computacional. Os resultados experimentais mostram que a entropia da informação ultrapassa 7,999, aproximando-se do valor ideal 8, o coeficiente de correlação está próximo de 0, e a taxa de variação de pixels e a taxa de variação unificada estão próximas dos valores ideais de 99,6094% e 33,4635%. Enquanto protege efetivamente a segurança e integridade da imagem, possui forte resistência a ataques estatísticos e diferenciais, bem como melhor robustez.

关键词

criptografia de imagens; sistemas caóticos; compressão sensorial; matriz Q de Fibonacci

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