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为解决图像加密安全问题，研究人员开展基于离散切比雪夫忆阻器的 3D 超混沌映射（3D - DTDHCM）研究。他们提出新映射模型，设计含选择性扩散的彩色图像加密算法，该算法安全性高。这为图像加密技术发展提供新思路。
在当今数字化时代，图像作为重要的信息载体，广泛应用于各个领域。无论是商业机密文件中的图像信息，还是个人生活里的珍贵照片，其安全性都至关重要。然而，随着网络环境日益复杂，传统的图像加密手段逐渐难以抵御层出不穷的攻击。黑客们试图窃取图像信息，让人们的隐私和商业利益面临巨大威胁。在这样的背景下，研究人员迫切需要寻找新的加密技术，为图像信息安全保驾护航。
为此，研究人员开展了基于离散切比雪夫忆阻器的新型 3D 超混沌映射（3D - DTDHCM）的研究。他们的研究成果具有重要意义，不仅提出了新的映射模型，还设计了一种包含选择性扩散过程的彩色图像加密算法，该算法经分析具有高安全性，能有效抵抗多种攻击，为图像加密领域带来了新的希望，相关研究成果发表在《Expert Systems with Applications》上。
在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：首先是理论建模，构建了离散切比雪夫忆阻器模型和 3D - DTDHCM 的数学模型；其次，运用数值模拟和 Simulink 仿真电路，验证模型的物理可实现性；然后，通过分析分岔图、Lyapunov 指数等对 3D - DTDHCM 进行动态分析；最后，基于 3D - DTDHCM 设计彩色图像加密算法并进行安全性分析。
研究结果部分：
- 理论研究：分析了新型离散切比雪夫忆阻器的特性，通过数值模拟证实其在固定参数下满足忆阻器基本属性，并给出 3D - DTDHCM 的数学模拟模型，利用 Simulink 仿真电路实现该模型，验证了物理可实现性。
- 3D - DTDHCM 的动态分析：对 3D - DTDHCM 的分岔图、Lyapunov 指数和吸引子进行分析，还测试了其迭代生成序列的随机性。结果表明该模型包含超混沌、参数偏移、参数状态切换和吸引子共存等丰富的动态行为。
- 图像加密：提出基于 3D - DTDHCM 的彩色图像加密算法，该算法由图像置乱、选择性前向扩散和选择性后向扩散三个主要子算法构成。
- 直方图分析：对比加密前后 256×256 图像 RGB 分量的直方图，以此评估加密效果。
研究结论和讨论部分，此次研究成功引入 3D - DTDHCM，多角度综合分析发现其具有超混沌、偏移、状态转换和吸引子共存等现象。对 3D - DTDHCM 生成的序列依据 FIPS 140 - 2 和 NIST SP 800 - 22 标准测试伪随机性，结果良好。设计的彩色图像加密算法安全性高，能有效抵御多种攻击，在图像加密领域有广阔的应用前景，为保障图像信息安全提供了有力的技术支持。
