對于數(shù)據(jù)加密來說，加密算法的安全性是不可忽視的，當然對于加密算法來說也有一定的基本準則，這個準則是混亂和擴散。當然一些加密流程的設(shè)計也是采用的循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)，每輪加密過程中均設(shè)計替換和置亂的基本操作。

基于灰度替換或者基于像素置亂的加密模式雖然無法保證設(shè)計的加密算法的安全性，但是這二個加密模式分別對應(yīng)替換和置亂二個基本操作，這二個基本操作是實現(xiàn)混亂和擴散的基本方式，每輪加密過程中均涉及替換和置亂的基本操作。借鑒分組密碼體制設(shè)計采用的循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)，研究者提出了多種基于不同混沌系統(tǒng)的循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)圖像加密算法，其的基本結(jié)構(gòu)如圖所示:

這類基于像素位置置亂操作設(shè)計的圖像加密算法存在的二個主要問題是：首先，置亂變換均存在周期性，導(dǎo)致加密算法的安全性無法有效保障；其次，設(shè)計的基于置亂操作的圖像加密過程也是一種線性操作，不能抵御已知明文攻擊和選擇明文攻擊。

采用循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)設(shè)計圖像加密算法需要解決的關(guān)鍵問題包括：

1）輪密鑰生成技術(shù)。采用循環(huán)迭代結(jié)構(gòu)設(shè)計的加密算法需要進行多輪加密，每輪加密也需要用到多個不同的子密鑰。因此，如何結(jié)合混沌系統(tǒng)設(shè)計具有良好隨機性能的輪密鑰是設(shè)計加密算法首先要解決的問題。目前，研究者提出了多種不同的輪密鑰生成機制，如：基于循環(huán)移位操作的輪密鑰生成機制，基于混沌系統(tǒng)和迭代計算的輪密鑰生成機制等。

2）混沌偽隨機序列生成技術(shù)。當前設(shè)計的加密算法中，像素灰度替換操作和像素位置置亂操作均基于偽隨機序列來實現(xiàn)，生成性能良好的偽隨機序列是實現(xiàn)加密算法安全的前提。當前，考慮到應(yīng)用計算機進行迭代計算時有限精度效應(yīng)的影響，產(chǎn)生的混度序列最終都將退化為周期序列，為了有效解決這一問題，研究者提出了多種不同的解決方案，如：基于隨機擾動的偽隨機序列生成算法，基于分段結(jié)構(gòu)的偽隨機序列生成算法，基于復(fù)合混沌系統(tǒng)的偽隨機序列生成算法，結(jié)合LFSR和混沌系統(tǒng)的偽隨機序列生成算法等，這些算法均較有效地改進了生成序列的相關(guān)性能。

3）加密反饋機制。在加密過程中，需要采用反饋機制，是明文消息對加密結(jié)果產(chǎn)生反饋，這樣既能保證設(shè)計的算法對明文消息具有敏感性，也能的到更好的雪崩效應(yīng)和安全性。同時，在設(shè)計反饋模式時，不僅需要考慮加密結(jié)果的安全性，還需要考慮解密過程的有效性和對稱性。

由于當前對于圖像加密算法的迭代反饋結(jié)構(gòu)設(shè)計的并不具有很大的實用性，因此仍然是以后研究的中的重點。

cc

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