基于混沌序列的水印置亂方法研究

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1、基于混沌序列的水印置亂方法研究基于混沌序列的水印置亂方法研究摘耍：數(shù)字水印技術(shù)是新興信息隱藏技術(shù)。它廣泛的用在版權(quán)跟蹤及版權(quán)保護(hù)，除此之外還在真?zhèn)舞b別、電子身份證等方而具有重要作用和價(jià)值。主耍涉及信息學(xué)、密碼學(xué)、模式識(shí)別等多種學(xué)科領(lǐng)域，數(shù)字水印具有巨大廣闊的應(yīng)用前景并引起學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和軍事方面的廣泛關(guān)注和深入的研究。關(guān)鍵詞：水印混沌系統(tǒng)置亂恢復(fù)C語言一、水印的基本概念數(shù)字水印技術(shù)即將一些將一些標(biāo)識(shí)信息（即數(shù)字水?。┲苯忧度霐?shù)字載體當(dāng)中（包括多媒體、文檔、軟件等）或是間接表示（修改特定區(qū)域的結(jié)構(gòu)），且不影響原載體的使用價(jià)值，也不容易被探知和再次修

2、改。二、水印的應(yīng)用和發(fā)展水印鮮活而真實(shí)的存在于我們的生活中，比如我們熟知的人民幣中，就有防偽的模擬水印。這種水印的意義和目的是明確的，那就是防止盜版。但是最早水印的作用并不在于此。水印也可能只限于服務(wù)某些實(shí)際功能，例如識(shí)別某些紙是由那些鑄模制造的，或著作為識(shí)別造紙者的商標(biāo)。更有可能只是一種為了美觀而做的一種裝飾而已。而到了18世紀(jì)水印的目的才開始發(fā)生重大的變化一一錢幣和文件的防偽。而水印的這種作用最早也是在歐洲發(fā)達(dá)國家和美國出現(xiàn)的,并且隨之席卷了全球。進(jìn)入21世紀(jì)，數(shù)字水印的應(yīng)用更加廣泛。隨著現(xiàn)代社會(huì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，水印更加廣泛的被用在各種行業(yè)

3、當(dāng)中。隨著數(shù)字水印的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了擴(kuò)展，數(shù)字水印的基本應(yīng)用領(lǐng)域是版權(quán)保護(hù)、隱藏標(biāo)識(shí)、認(rèn)證和安全不可見通信。三、混沌動(dòng)力系統(tǒng)與logistic映射混沌序列既然混沌現(xiàn)象具有隨機(jī)性、分形的性質(zhì)、標(biāo)度不變形的性質(zhì)以及具有對(duì)初始條件的敏感依賴性的特征，那么我們要是想判斷一個(gè)映射是否是混沌的，就可以依據(jù)這個(gè)映射是否滿足混沌的特性來判斷。如果一個(gè)映射滿足以下三個(gè)條件：(1)對(duì)初始值敏感依賴；(2)拓?fù)鋫鬟f；(3)周期點(diǎn)集Per()在V上稠密，則稱對(duì)應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)在V上是混沌的。我們假定時(shí)的Logistic映射來產(chǎn)生混沌序列，即：(1)由混沌動(dòng)力系

4、統(tǒng)迭代生成的序列稱為混沌序列。Logistic映射處于混沌狀態(tài)吋，其輸入和輸出均分布在(0,1)上，由于混沌具有偽隨機(jī)性，可以利用概率統(tǒng)計(jì)的方法定量的分析混沌序列的特性，SchusterH.T證明了由公式1產(chǎn)生的混沌序列｛xn：n二0,1,2,????.｝的概率分布密度函數(shù)為：(2)四、混沌置亂算了圖像置亂等價(jià)于構(gòu)造一個(gè)集合的置換。令集合X二｛1,2,???，N｝，則X的一個(gè)置換是指X到其自身的一個(gè)雙射p：x-x,所以求混沌置亂算子的關(guān)鍵就在于如何通過混沌現(xiàn)象來構(gòu)造X二｛1,2,、、、，N｝的一個(gè)置換。對(duì)數(shù)字水印置亂的思想：%1設(shè)定初始狀態(tài)和，令

5、Y(i)=i其中，i二1,…，N,k=lo%1m二floor((N-k+1))+1,交換Y(N-k+1)和Y(m),并得到下一個(gè)狀態(tài)信息：:二(1-),k二k+1。其中，floor為最小(向下)取整數(shù)函數(shù)。%1如果k〉N,則結(jié)果;否則，重復(fù)執(zhí)行(2),直到k>N。經(jīng)過此算法，就可以得到X二｛1,2,、、、，N｝是一個(gè)置換｛Y(1),(2),、Y(N)｝將置亂圖像I(i,j),i二1,、、、，M,j二1,、、、，N,轉(zhuǎn)化為置亂圖像的每一行和每一列。五、置亂和恢復(fù)算法設(shè)計(jì)(1)置亂算法設(shè)計(jì)制作20X20的像素灰度raw文件的圖片一一用Vc++將文件打

6、開一一利用混沌公式生成置亂序列一一進(jìn)行排序輸出置亂圖像并保存。（2）恢復(fù)算法設(shè)計(jì)利用混沌公式生成置亂序列一一進(jìn)行數(shù)組比較生成恢復(fù)序列輸出恢復(fù)圖像，并進(jìn)行保存。六、置亂算法規(guī)則和部分程序本次設(shè)計(jì)是基于混沌序列置亂的研究，其中置亂算法的規(guī)則是:（1）生成置亂序列，（2）進(jìn)行排序，（3）輸出置亂圖象。1）給出密鑰k{a,x[0]}2）用混沌公式x[i]二l-a*[iT]*[iT]給x[i]數(shù)組賦值3）放大和取整部分程序Floatx[400]x[0>-0.357f；Inty[400],h[400],a二2,I,k；for（i二1；i<400；i++）{x

7、[i]二l-a*x[i-l]*x[iT]；}for（i=0；i<400；i++）{x[i]二1000000*x[i]；y[i]二abs（x[i]）；}printf（〃〃）；七、恢復(fù)算法規(guī)則和部分程序1）恢復(fù)算法的規(guī)則是將置亂的數(shù)組h[k]和數(shù)組y[i]進(jìn)行比較,讓h[k]二y[j]o2）輸出恢復(fù)圖象以下是部分相關(guān)的程序：for（k二0；k〈400；k++）for（j二0；j<400；j++）if（h[k]二二y[j]）h[k]二j；break；for（u二0,b二0；b<400；b++,u++）{while（h[k]!二b）k++；n二k；x

8、outimage[u]=outimage[n]；printf（〃％3d,“，xoutimage[u]）；fputc（xoutimage[