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一种改进的高性能Lorenz系统构造及其应用

官国荣 吴成茂 贾倩

一种改进的高性能Lorenz系统构造及其应用

官国荣, 吴成茂, 贾倩
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  • Lorenz系统是一种最具有代表性、典型性的混沌模型之一, 一直被众多学者深入研究和广泛应用.为了获取结构和动力学行为更为复杂的混沌吸引子, 不断改善Lorenz系统已成为混沌动力系统研究中的重要课题之一. 为此, 本文提出了一个具有复杂系统动力学行为的改进的Lorenz系统, 并将其用于图像信息安全保护. 在现有各种改进的Lorenz系统的基础上, 首先通过增加Lorenz系统的控制参数和改变非线性项相结合的方法构造出一种新的Lorenz 混沌系统; 其次采用微分动力系统方法深入研究该系统并获得与Lorenz系统、Bao系统、Tee系统和Y系统等具有相似的耗散性、对称性、稳定性, 以及更加复杂的混沌特性和动力学行为, 同时分析该系统所产生随机序列具有良好的相关性和复杂性; 最后将其所产生的离散伪随机序列用于图像置乱和扩散加密, 通过对图像加密结果的相邻像素相关性分析、灰度空间相关特性不确定性分析、抗差分攻击以及密钥敏感性测试, 表明本文所构造的改进的Lorenz系统应用于图像加密能获得相对较高的安全性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号: 61136002)、陕西省自然科学基金(批准号: 2014JM8331, 2014JQ5183, 2014JM8307)和陕西省教育厅自然科学专项基金(批准号: 2013JK1129)资助的课题.
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    Lorenz E N 1963 J. Atmos. Sci. 20 113

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-03
  • 修回日期:  2014-08-21
  • 刊出日期:  2015-01-05

一种改进的高性能Lorenz系统构造及其应用

  • 1. 西安邮电大学电子工程学院, 西安 710121;
  • 2. 陕西凌云电器集团有限公司设计所, 宝鸡 721006
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目(批准号: 61136002)、陕西省自然科学基金(批准号: 2014JM8331, 2014JQ5183, 2014JM8307)和陕西省教育厅自然科学专项基金(批准号: 2013JK1129)资助的课题.

摘要: Lorenz系统是一种最具有代表性、典型性的混沌模型之一, 一直被众多学者深入研究和广泛应用.为了获取结构和动力学行为更为复杂的混沌吸引子, 不断改善Lorenz系统已成为混沌动力系统研究中的重要课题之一. 为此, 本文提出了一个具有复杂系统动力学行为的改进的Lorenz系统, 并将其用于图像信息安全保护. 在现有各种改进的Lorenz系统的基础上, 首先通过增加Lorenz系统的控制参数和改变非线性项相结合的方法构造出一种新的Lorenz 混沌系统; 其次采用微分动力系统方法深入研究该系统并获得与Lorenz系统、Bao系统、Tee系统和Y系统等具有相似的耗散性、对称性、稳定性, 以及更加复杂的混沌特性和动力学行为, 同时分析该系统所产生随机序列具有良好的相关性和复杂性; 最后将其所产生的离散伪随机序列用于图像置乱和扩散加密, 通过对图像加密结果的相邻像素相关性分析、灰度空间相关特性不确定性分析、抗差分攻击以及密钥敏感性测试, 表明本文所构造的改进的Lorenz系统应用于图像加密能获得相对较高的安全性.

English Abstract

参考文献 (36)

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