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基于Turbo码的数字图像加密算法研究及实现
作 者: 郭新楠
导 师: 孙朝云
学 校: 长安大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 数字图像 Turbo码 交织器 加密 置乱
分类号: TN918.82
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 32次
引 用: 1次
阅 读: 论文下载
内容摘要
为了进一步加强数字图像在传输过程中的安全可靠性,针对数字图像传输过程安全有效实时性,本文提出基于Turbo码的加密算法,设计并实现了图像的有效加密。本论文先介绍了Turbo码的发展状况与研究现状,通过研究置乱Arnold图像加密算法的基础上,提出基于Turbo编码器结构的加密算法。主要通过以下方案实现:迭代思想,Turbo码迭代3-5次误比率特性曲线收敛,在算法中选用迭代次数为3降低信噪比.采用双加密方法,在进入Turbo码加密器之前,先进行外置扰乱实现一次加密,之后进入加密器实现二次加密。密钥分别由外置交织扰乱子模块的加密密钥和Turbo码加密器的加密密钥构成双密钥。交织思想,交织方法的最大优势在于减小原始数据的相关性,而Turbo码采用卷积码和随机交织正好达到了随机交织的目的。因此在交织算法中将一定的顺序数据块排列打乱,进而起到更好的保密效果。通过实验分析,置乱加密存在迭代周期还原性,具有一定的不安全因素。而对Turbo加密算法的研究,并通过仿真实验对直方图,信息熵以及相关性的图像加密算法评估本算法可靠性和有效性,具有较好的安全性。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-9 第一章 绪论 9-15 1.1 本课题研究的背景及意义 9-10 1.2 国内外研究现状 10-11 1.2.1 国内发展情况 10-11 1.2.2 国外研究的现状 11 1.3 Turbo码的研究现状及发展趋势 11-12 1.4 本文的研究内容和组织结构 12-15 1.4.1 主要研究内容 12-13 1.4.2 组织结构 13-15 第二章 Turbo编译码原理及性能分析 15-41 2.1 Turbo码的发展及信道编码概述 15-19 2.1.1 信道编码的分类 16 2.1.2 信道模型和信道容量 16-19 2.2 Turbo码的编译码器结构 19-31 2.2.1 分量编码器 20-23 2.2.2 交织器 23-28 2.2.3 删余器 28-29 2.2.4 Turbo码译码器结构 29-31 2.3 Turbo码译码算法 31-35 2.3.1 Log-MAP算法 31-32 2.3.2 Max-Log-MAP算法 32-33 2.3.3 SOVA算法 33-34 2.3.4 MAP类算法与SOVA算法的复杂行比较 34-35 2.4 Turbo码性能分析 35-39 2.4.1 解码迭代次数对Turbo码性能的影响 35-36 2.4.2 不同交织长度对Turbo码性码的影响 36-37 2.4.3 不同算法对Turbo码译码性能的比较 37-38 2.4.4 交织方式的比较 38-39 2.5 选择参数需要注意的问题 39-40 2.6 本章小结 40-41 第三章 基于Arnold置乱加密算法研究 41-51 3.1 保密学的基本知识 41-42 3.2 保密系统的模型 42-44 3.3 信息保密技术 44-45 3.4 基于Arnold置乱加密技术 45-50 3.4.1 置乱算法的的研究 46-47 3.4.2 Arnold变换及其Matlab实现 47-50 3.5 本章小结 50-51 第四章 基于Turbo码的加密算法研究 51-60 4.1 Turbo码在保密通信系统中的拓展 51 4.2 Turbo码加密系统实现 51-57 4.2.1 Turbo码保密通信系统结构 51-52 4.2.2 Turbo码加密系统结构 52-53 4.2.3 Turbo编码器交织算法的研究 53-54 4.2.4 加解密算法流程图 54-57 4.3 Turbo码性能加密仿真结果 57-59 4.3.1 加密主要程序 57-58 4.3.2 数字图像加密结果 58-59 4.4 本章小结 59-60 第五章 加密算法数据分析 60-67 5.1 直方图分析 60-63 5.2 信息熵 63-65 5.3 相关性 65 5.4 本章小结 65-67 结论与展望 67-69 结论 67-68 展望 68-69 参考文献 69-72 致谢 72
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信保密与通信安全 > 保密通信:按传输线路分 > 无线保密通信
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