采用Lorenz混沌系統(tǒng)的數(shù)字視頻加密技術(shù)介紹

　　4 Matlab仿真結(jié)果及分析

　　4.1 仿真結(jié)果

　　在Matlab7.1的工作平臺(tái)下，按照上文提出的加密方案編寫相應(yīng)的程序?qū)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/視頻">視頻文件“original.avi”進(jìn)行加密與解密，Lorenz系統(tǒng)的初始值(x0,y0,z0)取為(0.01,0.02,0.03)，圖4~圖7是加解密的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中圖4顯示的是原始視頻中的最后一幀原始圖像，圖5是最后一幀原始圖像經(jīng)過混沌系統(tǒng)加密后的效果圖，圖6是在系統(tǒng)參數(shù)完全一致以及初始條件(x1,y1,z1)改為(10,20,10)的情況下解密出來的圖像效果圖,圖7則是修改了系統(tǒng)參數(shù)b為30.000 01之后的效果圖。

4.2 結(jié)果分析

　　在采用上述加密算法之后,用Matlab仿真工具編程對(duì)“original.avi”進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，由結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，由于是視頻加密，因此只能分析單一的一幀圖像，如圖5所示，是加密之后最后一幀的圖像，加密效果相當(dāng)不錯(cuò)，完全看不出視頻文件的內(nèi)容。當(dāng)在Lorenz混沌系統(tǒng)初始條件(x0,y0,z0)不同和而系統(tǒng)參數(shù)(a,b,c)完全匹配的情況下，得到解密的最后一幀的圖像如圖6所示，完全和原始圖像一樣，解密效果非常明顯。然后，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)b,把b的值重新取為30.000 01時(shí),得到如圖7所示的解密效果圖，解密出來的圖像已經(jīng)無法看清了，非常模糊，這說明此種加密算法具有很高的安全性，該系統(tǒng)的安全性主要來自于發(fā)送端與接收端參數(shù)失配的高度敏感性。

　　根據(jù)以上仿真結(jié)果和分析，混沌本身具有實(shí)現(xiàn)密碼的許多優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)在的帶有確定性的隨機(jī)性和計(jì)算復(fù)雜度低的特點(diǎn)具有很大的吸引力。目前，國內(nèi)外學(xué)者將混沌加密理論應(yīng)用到視頻加密的還不多,主要集中在直接加密方面，沒有利用視頻數(shù)據(jù)本身的特性和選擇性加密的優(yōu)點(diǎn)，沒有很好地結(jié)合視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)方面的研究,因此很難提高其實(shí)用性和實(shí)時(shí)性。將混沌加密與選擇性加密相結(jié)合，是今后混沌保密算法方面一個(gè)重要的發(fā)展方向。