MATLAB实现的混沌映射图像加密解密系统

资 源 简 介

该项目基于MATLAB开发，利用混沌映射生成加密密钥，通过像素置换与值替换实现图像双重加密，并提供对应的解密功能，确保信息安全。系统支持常见图像格式，操作简洁高效。

详 情 说 明

基于混沌映射与像素置换的图像加密解密系统

项目介绍

本项目是一个基于混沌映射理论与像素级操作的图像加密解密系统。系统采用双重加密机制，结合混沌序列生成、像素位置置换和数值异或运算，实现对图像数据的高强度加密保护。加密后的图像能够有效抵抗统计分析攻击，确保信息安全。系统同时提供完整的解密流程和安全性验证工具，满足科研与实用需求。

功能特性

• 双重加密机制：通过混沌映射生成的伪随机序列，先后对图像像素进行位置置乱和数值替换，增强加密强度。
• 高安全性：加密过程对密钥高度敏感，密钥的微小变化将导致解密完全失败，确保系统安全性。
• 格式兼容：支持常见的图像格式（JPG, PNG, BMP）作为输入。
• 完整性验证：提供解密图像与原图的对比分析，并计算峰值信噪比（PSNR）进行客观质量评估。
• 密钥管理：加密时自动生成或允许用户自定义密钥，并将关键参数保存以便正确解密。

使用方法

加密流程

1. 准备原始图像：准备好待加密的图像文件。
2. 设置或生成密钥：运行程序，根据提示输入自定义密钥或选择随机生成。
3. 执行加密：系统将读取图像，利用混沌映射生成密钥流，完成像素置换和异或加密。
4. 获取输出：

* encrypted_image.png：加密后的图像。 * key_parameters.mat：包含解密所需密钥参数的MATLAB数据文件。 * 控制台输出的加密参数报告。

解密流程

1. 准备加密图像与密钥：确保拥有加密图像文件encrypted_image.png和对应的key_parameters.mat文件。
2. 执行解密：运行程序并选择解密模式，系统将自动加载密钥文件。
3. 获取输出：

* decrypted_image.png：解密还原后的图像。 * 控制台输出的解密成功验证信息及PSNR质量评估报告。

安全性测试

系统支持密钥敏感性测试。在解密时，尝试使用一个错误的密钥（即使与原密钥仅有微小差异），观察解密图像是否为无意义的噪声图，以验证系统对密钥的敏感性。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2016b 或更高版本
• 必要工具箱：Image Processing Toolbox（图像处理工具箱）

文件说明

主程序文件作为整个系统的控制核心与用户交互界面，承担着调度各项功能模块的重要角色。其主要能力包括：引导用户选择加密或解密操作模式，接收用户输入的密钥或触发随机密钥生成，协调调用混沌序列生成、图像像素置乱、异或扩散等核心算法模块，管理图像文件的读取与保存，执行加解密过程的正确性验证与质量评估，并最终向用户呈现处理结果与分析报告。