混沌理论是研究特殊的复杂动力学系统的理论，混沌和密码学之间所具有的天然联系和结构上的某种相似性，启示人们把混沌理论应用于密码学领域。本书主要致力于混沌加密算法和混沌数字水印算法的研究，主要包括基于混沌理论的对称分组加密算法、公钥加密算法和数字水印算法。本书有助于丰富现代密码学和数字水印技术的内容，促进信息安全技术的发展。
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获重庆市自然科学奖、科技进步三等奖各1项，获重庆市高等教育教学成果奖一等奖2项
目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与研究意义 1
1.2 主要研究内容 3
1.3 本书的组织结构 3
第2章 混沌理论基础 5
2.1 混沌理论的发展过程 5
2.2 混沌的定义 6
2.3 混沌运动的特征 7
2.4 混沌系统的测度准则 9
2.4.1 Lyapunov指数 9
2.4.2 Poincaré截面法 9
2.4.3 功率谱法 10
2.4.4 分维数分析法 10
2.4.5 Kolmogorov熵 12
2.5 混沌理论的应用 13
2.6 本章小结 14
第3章 混沌理论在密码学中的应用 15
3.1 现代密码学概要 15
3.1.1 密码学基本概念 15
3.1.2 对称密钥密码系统 15
3.1.3 公开密钥密码系统 16
3.1.4 密码分析与算法安全 17
3.2 混沌理论与密码学的关系 18
3.3 混沌密码学的发展概况 20
3.4 典型的混沌序列密码 21
3.4.1 序列密码概述 21
3.4.2 混沌理论用于序列密码的可行性 21
3.4.3 基于混沌伪随机数发生器的序列密码 22
3.5 典型的混沌分组密码 22
3.5.1 分组密码概述 22
3.5.2 混沌理论用于分组密码的可行性 24
3.5.3 基于逆向迭代混沌系统的分组密码 24
3.6 混沌密码设计新思路 25
3.6.1 基于搜索机制的混沌密码 25
3.6.2 基于混沌系统的概率分组密码 28
3.7 本章小结 29
第4章 改进的基于混沌映射的对称图像加密算法 30
4.1 概述 30
4.2 基于3D Cat映射的对称图像加密方案的过程 30
4.3 基于3D Cat映射的对称图像加密方案的安全性问题 32
4.4 改进的基于3D Cat映射的对称图像加密方案 33
4.4.1 复合离散混沌系统的定义 33
4.4.2 图像的置乱过程 33
4.4.3 图像的置混过程 33
4.4.4 图像的加密和解密过程 34
4.5 改进的基于3D Cat映射的对称图像加密方案的安全性分析 35
4.5.1 密钥空间分析 35
4.5.2 密钥敏感性测试 35
4.5.3 抗选择明文图像攻击 37
4.5.4 统计分析 38
4.5.5 差分攻击 39
4.6 本章小结 40
第5章 基于Hénon映射和Feistel结构的分组密码算法 41
5.1 概述 41
5.2 Feistel结构 41
5.3 混沌系统及其特性分析 42
5.4 算法设计 44
5.4.1 基于Hénon映射的Feistel结构设计 44
5.4.2 算法详细描述 45
5.5 模拟仿真及分析 46
5.6 本章小结 49
第6章 多级混沌图像加密算法 50
6.1 概述 50
6.2 算法描述 50
6.3 算法设计 51
6.3.1 图像像素点空间置乱 51
6.3.2 像素值的扩散 52
6.4 安全性分析和仿真实验 54
6.5 本章小结 57
第7章 数字水印技术 58
7.1 数字水印的产生背景 58
7.2 数字水印的研究现状 58
7.3 数字水印的基本模型 61
7.4 数字水印的分类 62
7.4.1 空间域数字水印 63
7.4.2 变换域数字水印 63
7.5 数字水印的攻击 64
7.6 数字水印的性能指标 66
7.7 数字水印算法设计中需要考虑的因素 68
7.8 本章小结 68
第8章 带密钥的混沌数字水印算法 69
8.1 概述 69
8.2 带密钥的混沌数字水印嵌入技术 69
8.2.1 多级DWT 69
8.2.2 Logistic映射及其在数字水印算法中的应用 70
8.2.3 水印的嵌入/提取过程 71
8.2.4 水印的验证方法 73
8.3 实验与分析 73
8.3.1 视觉质量 73
8.3.2 抗攻击能力 74
8.3.3 安全性 75
8.4 本章小结 75
第9章 基于共轭混沌映射的数字水印算法 76
9.1 概述 76
9.2 混沌映射的拓扑共轭 76
9.3 水印图像置乱 79
9.4 载体图像加密 79
9.5 水印嵌入与提取 80
9.5.1 水印嵌入 80
9.5.2 水印提取 80
9.6 实验与分析 80
9.6.1 水印检测 80
9.6.2 抗剪切 81
9.6.3 抗JPEG压缩变换 82
9.7 本章小结 83
第10章 小波、混沌和图像迭代在数字水印中的应用 84
10.1 概述 84
10.2 多级小波变换 84
10.3 混沌动力系统与混沌序列 85
10.3.1 一维多参数非线性动力系统的基本原理 85
10.3.2 Logistic映射 86
10.4 图像的迭代混合 86
10.5 基于Logistic映射和图像迭代的小波变换数字水印算法 87
10.6 实验与分析 88
10.7 本章小结 90
第11章 总结与展望 91
参考文献 93
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