计算机应用

作者：李萌萌, 黄佳鑫, 李佳文, 李珊珊

单位：长安大学 信息工程学院，西安 710064

关键词：图像加密,级联混沌系统,混沌迭代,滤波扩散,密钥敏感性

基金：国家自然科学基金资助项目(61402051)

针对现有混沌系统参数范围小以及加密算法扩散效果不佳的问题，提出一种新型级联混沌系统和滤波扩散模型，并实现一种不限图像尺寸的彩色图像加密算法。首先，设计一种新的二维级联Henon映射、Sine映射和Iterative映射的混沌系统（2D-SIHC），同时加入线性函数扩展参数范围。在该系统迭代生成的二维序列中，一维用于置乱像素位置，另一维用于更新滤波模板和扩散操作。其次，为避免密钥重复使用导致算法安全性降低的问题，使用SHA-512算法结合明文图像，通过标志位与权重的计算生成密钥。再次，为了增强算法的扩散效果，设计二维滤波扩散模型，不同于传统滤波扩散通过固定模板遍历改变图像像素值，新扩散模型引入混沌序列以不断更新滤波模板值，从而动态改变图像像素值，最后完成加密。实验结果表明，以Airplane图像为例，所提算法的像素变化率（NPCR）和统一平均变化强度（UACI）可以分别达到99.605 9%和33.397 1%，非常接近理想值；此外，所提算法能抵抗强度为0.2的噪声干扰和缺失50%的裁剪攻击，且加密效率高。

来源：2026年第1期

《计算机应用》期刊编辑部

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