MATLAB基于混沌映射与位平面置乱的数字图像加密系统

资 源 简 介

该项目实现了灰度/彩色图像的双重加密，通过混沌系统生成密钥序列，结合位平面分解与像素置乱技术。支持常见图像格式，并提供加密强度分析功能，适用于MATLAB环境下的图像安全处理。

详 情 说 明

基于混沌映射与位平面置乱的数字图像加密系统

项目介绍

本项目实现了一种安全的数字图像加密系统，结合混沌映射和位平面置乱双重加密技术。系统通过混沌系统生成高复杂度的密钥序列，再结合位平面分解与像素置乱算法，实现对灰度/彩色图像的高强度加密保护。该系统不仅提供完整的加密解密功能，还包含加密强度分析和抗攻击测试模块，为用户提供全面的安全保障。

功能特性

• 双重加密机制：采用混沌序列加密与位平面置乱相结合的双重保护策略
• 多格式支持：兼容jpg、png、bmp等常见图像格式
• 灵活密钥管理：支持字符串或数字种子作为加密密钥，可自定义加密参数
• 加密强度分析：提供PSNR值计算、直方图对比等安全性分析功能
• 抗攻击测试：包含对噪声攻击、剪切攻击等常见攻击的抵抗能力测试
• 彩色/灰度兼容：完美支持RGB彩色图像和灰度图像的加密处理

使用方法

加密过程

1. 选择待加密的原始图像文件
2. 设置加密密钥和参数（混沌系统参数、置乱轮数等）
3. 系统自动生成混沌密钥序列并对图像进行位平面分解
4. 执行像素置乱操作，生成加密图像
5. 输出加密后的图像文件和对应的密钥文件

解密过程

1. 导入加密图像和相应的密钥文件
2. 系统读取加密参数并还原混沌系统状态
3. 执行逆置乱和位平面重组操作
4. 输出解密还原的原始图像

分析功能

• 使用PSNR指标量化加密前后图像差异
• 对比原始图像与加密图像的直方图分布
• 测试加密图像抵抗常见攻击的能力

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存需求：至少4GB RAM（处理大图像时建议8GB以上）
• 存储空间：500MB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能模块，包括图像读取与格式识别、混沌序列发生器初始化、位平面分解与重组算法、像素置乱变换操作、加密解密流程控制、安全性分析指标计算以及结果文件输出管理等完整的功能链。该文件作为系统的主要入口，协调各功能模块协同工作，实现了从图像输入到加密分析的全流程自动化处理。