混沌數(shù)字水印系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著信息技術的迅速發(fā)展，人們可以很方便地獲得數(shù)字多媒體信息，但同時，數(shù)字多媒體信息也更容易遭受到攻擊者的攻擊，比如剪切、非法拷貝、旋轉、縮小、放大等，因此，信息的版權保護等問題就成為信息安全領域的一個研究熱點。作為一種新的數(shù)字產(chǎn)品版權保護的技術手段，數(shù)字水印正逐步應用于數(shù)字圖像版權保護等各個領域。混沌因其對初始狀態(tài)極端敏感、類噪聲、非周期等優(yōu)良特性與傳統(tǒng)密碼學建立了緊密的聯(lián)系，并逐漸形成了一門新的理論學科：混沌密碼學。本文將混沌應用于數(shù)

2、字水印技術之中，先對二值水印圖像進行混沌加密置亂，然后采取某一種嵌入算法把置亂后的水印圖像嵌入到原始載體圖像中而不引起載體圖像的視覺變化，這樣就構成了一種雙重加密。水印信息能標識載體圖像，從而保護載體圖像作者的版權。最后驗證含水印載體圖像的抗攻擊性，即攻擊是否會導致水印信息的丟失。具體的工作內(nèi)容如下：
　?。?）對混沌理論和數(shù)字水印的基礎知識進行了研究，包括混沌的定義、運動特性、判斷準則以及數(shù)字水印的概念、特性、分類等。在此基礎上

3、，結合密碼學的基本知識總結了混沌與密碼學的關系，為后面的混沌密碼研究奠定基礎。
　?。?）為了得到良好加密性能的混沌序列，在原有Henon映射系統(tǒng)的基礎上，提出了一個新的混沌系統(tǒng)，對其進行了基本的動力學分析，其中包括平衡點、分岔圖、Lyapunov指數(shù)圖和最大Lyapunov指數(shù)圖。介紹了新混沌系統(tǒng)基于DSP的實現(xiàn)和數(shù)字混沌序列產(chǎn)生方法，同時詳細說明了美國國家標準與技術研究院發(fā)布的序列隨機性能測試工具包 STS，這個工具包包含了對

4、混沌偽隨機序列的十五項性能測試指標和結果判斷標準。通過最后得出的測試結果，可以判斷所測試的混沌偽隨機序列是否可以用于各種加密場所。
　?。?）對混沌序列的復雜性進行了重點分析，研究了測量混沌偽隨機序列復雜度的幾種方法，比如測度熵（K-S）、近似熵（ApEn）、樣本熵（SampEn）、模糊熵（FuzzyEn），運用了各種熵算法對Lorenz、Logistic、Henon、新型Henon映射、超混沌Lorenz等混沌系統(tǒng)的復雜度進行詳

5、細的仿真和對比分析。
　?。?）基于混沌序列設計與實現(xiàn)了一種數(shù)字水印系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在 matlab仿真平臺下，先以混沌偽隨機序列的初始控制參數(shù)作為原始密鑰來對水印信息進行置亂，隨后采用離散小波變換—奇異值分解（DWT-SVD）的嵌入算法把加密后的水印信息嵌入到原始載體圖像中，最后對含水印載體圖像進行攻擊測試和安全性分析，看攻擊后的含水印載體圖像能否恢復出水印信息，如果通過提取算法和解密算法能正確得出水印信息，則說明各項算法的有效性