在数字化浪潮席卷全球的今天，信息安全已成为维护个人隐私、商业机密及国家安全的核心防线。作为信息传播的重要媒介，图像数据在社交网络、医疗诊断、遥感监测等领域的广泛应用，使得其安全防护需求愈发迫切。传统加密算法在处理图像数据时面临的效率瓶颈与安全隐患，促使学术界与工业界不断探索更为高效、可靠的加密技术方案。正是基于这一时代背景与现实需求，本书聚焦超混沌图像加密领域，系统展开理论研究与技术创新，旨在为图像信息安全领域提供新的思路与解决方案。 本书围绕图像加密算法的效率、安全性及健壮性三大核心指标，深入探索超混沌系统在图像加密中的应用。通过对现有加密技术的分析与总结，针对传统算法的不足，创新性地提出五种基于超混沌系统的图像加密方案。从基于图像滤波和DNA扩散的基础方案，到引入动态滤波、明文关联机制的优化方案，再到融合多维操作与八碱基DNA计算的高阶方案，每一种方案都在继承前人研究成果的基础上实现了技术突破。这些方案不仅在理论层面完善了超混沌图像加密体系，更通过大量实验验证了其在实际应用中的有效性与可靠性。 本书的创新性不仅体现在加密算法的设计上，还体现在研究思路与技术手段的革新上。无论是DNA级扩散算法的设计、动态滤波机制的提出，还是明文关联密钥生成机制的构建，都为图像加密领域提供了新的研究方向。这些创新成果的取得，离不开团队成员在研究过程中的不懈探索与反复验证，也离不开学术界同仁的启发与支持。

1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.2.1 理论意义
1.2.2 技术意义
1.2.3 社会意义
1.3 国内外研究现状
1.4 本书创新点
1.5 本书结构
2 混沌系统与图像加密基础
2.1 混沌系统
2.1.1 混沌系统的定义
2.1.2 混沌系统的特征
2.1.3 混沌系统的判定
2.1.4 常见的混沌系统
2.2 密码学
2.2.1 密码学基本概念
2.2.2 密码攻击类型
2.2.3 密码攻击方法
2.3 基于混沌系统的图像加密技术
2.3.1 混沌系统与密码学的联系
2.3.2 混沌系统与图像加密的融合
2.3.3 图像置乱加密技术
2.3.4 图像扩散加密技术
2.3.5 图像混合加密技术
2.3.6 图像滤波
2.3.7 比特级加密
2.3.8 DNA计算
2.4 图像加密技术评价标准
2.4.1 密钥分析
2.4.2 统计分析
2.4.3 差分分析
2.4.4 健壮性分析
2.4.5 运行时间分析
3 基于图像滤波和DNA级扩散的超混沌图像加密算法
3.1 五维超混沌系统
3.2 滤波扩散
3.2.1 用于图像加密的图像滤波
3.2.2 改进的图像滤波
3.3 DNA级操作
3.3.1 DNA编码
3.3.2 置乱
3.3.3 扩散
3.3.4 DNA解码
3.4 加解密流程
3.4.1 加密算法
3.4.2 解密算法
3.5 实验测试与分析
3.5.1 实验设置
3.5.2 密钥空间分析
3.5.3 密钥敏感性分析
3.5.4 直方图分析
3.5.5 信息熵分析
3.5.6 相关性分析
3.5.7 差分攻击
3.6 本章小结
4 基于明文关联动态滤波和DNA级扩散的超混沌图像加密算法
4.1 六维超混沌系统
4.2 动态滤波
4.3 比特级置乱
4.4 加解密流程
4.4.1 加密过程
4.4.2 解密过程
4.5 实验测试与分析
4.5.1 实验设置
4.5.2 密钥空间分析
4.5.3 密钥敏感性分析
4.5.4 直方图分析
4.5.5 信息熵分析
4.5.6 相关性分析
4.5.7 差分攻击
4.6 本章小结
5 基于明文关联动态滤波和联合置乱扩散的超混沌图像加密算法
5.1 安全哈希函数
5.2 超混沌系统
5.2.1 四维超混沌系统
5.2.2 超混沌系统的初值生成
5.3 联合置乱扩散
5.3.1 辅助矩阵的生成
5.3.2 联合置乱和扩散算法
5.4 加解密流程
5.4.1 加密流程
5.4.2 解密流程
5.5 实验测试与分析
5.5.1 实验设置
5.5.2 密钥空间分析
5.5.3 密钥敏感性分析
5.5.4 直方图分析
5.5.5 信息熵分析
5.5.6 相关性分析
5.5.7 差分分析
5.5.8 运行效率分析
5.6 本章小结
6 基于离散超混沌系统和快速联合置乱扩散的彩色图像加密
6.1 四维离散超混沌系统
6.2 超混沌序列的生成
6.3 快速联合置乱扩散
6.4 加解密算法
6.4.1 加密算法
6.4.2 解密算法
6.5 实验测试与分析
6.5.1 实验设置
6.5.2 密钥空间分析
6.5.3 密钥敏感性分析
6.5.4 直方图分析
6.5.5 信息熵分析
6.5.6 相关性分析
6.5.7 差分分析
6.5.8 健壮性分析
6.5.9 运行效率分析
6.6 本章小结
7 基于分数阶超混沌系统和多阶段八碱基DNA级置乱与扩散的明文关联彩色图像加密
7.1 五维分数阶超混沌系统
7.2 八碱基DNA计算
7.3 明文关联超混沌序列的生成
7.4 一维序列上的八碱基DNA级置乱与扩散
7.5 三维立方体上的八碱基DNA级置乱
7.6 三维立方体上的八碱基DNA级扩散
7.7 加解密算法
7.7.1 加密算法
7.7.2 解密算法
7.8 实验测试与分析
7.8.1 实验设置
7.8.2 密钥空间分析
7.8.3 密钥敏感性分析
7.8.4 直方图分析
7.8.5 信息熵分析
7.8.6 相关性分析
7.8.7 差分分析
7.8.8 健壮性分析
7.8.9 讨论
7.9 本章小结
8 总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
参考文献
附录 彩色图片二维码
后记