MATLAB实现基于改进型Arnold猫映射的高安全性图像加密系统

资 源 简 介

本项目运用MATLAB，通过引入非线性参数扰动与混沌序列融合，增强了传统Arnold猫映射的抗攻击能力。算法实现多轮迭代的像素置乱和灰度扩散，有效提升图像加密安全性，适用于数字图像保护场景。

详 情 说 明

基于改进型Arnold猫映射的高安全性图像加密系统

项目介绍

本项目实现了一种具有高安全性的图像加密系统，旨在解决传统Arnold猫映射算法存在的周期性明显、密钥空间有限及易受统计攻击等安全性弱点。核心在于对经典Arnold映射进行了重要改进，通过融合非线性参数扰动机制与混沌系统，并采用多轮像素置乱与灰度值扩散的混合加密策略，显著增强了算法的抗差分攻击和抗统计分析能力。系统适用于灰度图像及RGB彩色图像的加密与解密。

功能特性

• 强安全性增强：通过引入参数扰动和混沌序列，打破了传统Arnold映射的周期性，极大扩展了密钥空间，提高了密钥敏感性。
• 双重加密机制：同时进行像素位置置乱和像素值扩散，有效混淆图像统计特性。
• 抗攻击能力强：能够有效抵抗差分攻击、统计攻击等常见密码分析手段。
• 良好的兼容性：支持JPG、PNG、BMP等常见格式的方形（N×N）灰度或彩色图像。
• 可验证的解密：提供完整的解密流程，确保加密图像能够被准确还原。

使用方法

1. 准备图像：确保待加密的图像为方形（宽度等于高度）。
2. 设置参数：在主运行脚本中指定输入图像路径、输出路径，并可调整加密轮数、混沌系统参数等（如需自定义）。
3. 执行加密：运行主程序。系统将自动读取图像，执行改进的加密算法，并生成加密后的图像文件。
4. 执行解密：使用相同的密钥参数运行解密流程，即可还原出原始图像。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2016b 或更高版本
• 硬件要求：无特殊要求，处理大尺寸图像时建议拥有足够内存

文件说明

主程序文件承载了系统的核心功能流程，主要包括：图像数据的读取与预处理、改进型Arnold猫映射与混沌系统的初始化及参数设置、执行多轮迭代的像素位置置乱操作、进行基于混沌序列的像素值扩散变换、实现加密后图像数据的保存与输出，以及执行上述加密过程的逆操作以完成图像的解密与还原验证。