12.5  混沌在图像加密中的应用

数字图像加密技术是数字图像处理技术同密码学相结合得到的交叉研究领域，当引入混沌理论后，便催生出了全新的混沌图像加密技术。本节主要介绍以混沌为基础的数字图像加密理论和方法。

传统的图像置乱加密算法（例如，前面所讲的Hilbert曲线置乱和Arnold变换置乱等）尽管具有实现起来比较简便、信息掩盖效果明显等诸多优点，但通常普适性不高（例如，标准Hilbert变换要求图像的宽和高相等），而且受置乱周期困扰，安全性受到质疑。基于混沌的图像置乱加密方案正受到人们的关注。由于混沌的引入，受到图像置乱周期的影响相比于传统置乱算法已经明显减弱，密钥空间也更大，因此抗破译能力显著提高，而在普适性方面同样表现出色。本章将向读者介绍两种基于混沌系统设计而成的图像置乱加密算法。

此外，基于灰度变换的图像加密算法，因其安全性更高，信息掩盖效果更好，所以在现实中具有更实际的应用价值。特别是引入混沌后，算法的设计更为多元化，研究成果更为丰富，本节也将对此做重点介绍。