基于混沌与约瑟夫环的土家织锦图案加密算法

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随着计算机互联网技术的快速发展,多媒体的应用越来越广泛,图像作为多媒体的重要组成元素,具有视觉表达的直观性,因此在网络信息传播中占据越来越大的空间。土家织锦作为我国非物质文化遗产名录,它的保护性研究与产业化发展一直是近年来研究的热点问题,由于数字图像在互联网传输的大平台中极容易被篡改与窃取,而数字化技术的发展为织锦文化的保护性发展提供新的途径。文章在土家织锦数字化保护与传承模式背景下讨论土家织锦图案在网络中传输的安全问题,将图案加密技术运用到土家织锦数字化保护中。全文主要包括以下内容:针对数字化土家织锦传统图案,提出了基于改进Logistic混沌映射的图像比特层加密算法。在结合了现有的两种加密算法的优点并改进其缺点的基础上,提出图像的比特层加密算法。该算法通过对原图像进行SHA256处理对密钥进行初始化,产生改进Logistic混沌加密序列的混沌初值及分支参数,再根据混沌序列值顺序进行图像比特层加密,再在Matlab平台中进行图像加密测试,并对实验结果进行密钥空间、密钥敏感性、抗统计攻击、差分攻击及运行效率分析,结果表明该算法密钥空间大,密钥敏感性强,抗统计攻击、差分攻击、选择明文攻击及已知明文攻击强,具有较好的运行效率;并成功将该算法应用于数字化土家织锦传统图案中,具有很好的加密效果,满足土家织锦图案在网络中进行安全传输。针对矢量化土家织锦图案及图元,提出了基于约瑟夫环与改进Logistic混沌映射的图像选择加密算法。在K-means聚类算法进行图像分割的基础上,选择图像的关键区域进行图像加密。该算法按原图的R,G,B颜色通道的SHA256值交错产生对图像关键区域的R,G,B颜色值进行置乱——扩散加密所需的密钥,再分别对关键区域的R,G,B颜色值进行先置乱加密后扩散加密。算法在Matlab平台进行实验效果测试,并对实验效果进行密钥空间,密钥敏感性,抗统计攻击、抗差分攻击,以及运行效率分析,实验结果表明该算法具有高安全性、高运行效率,对解决土家织锦矢量化图案及图元纹样在网络中传输的安全问题具有适用性。
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