基于混沌映射组合的高效图像加密新算法

提出了一种结合Logistic映射和标准混沌映射的混沌图像加密算法．由Logistic映射和标准混沌映射产生的混沌序列生成中间密钥,利用像素密文输出控制后继明文的加密密钥生成,使密文对明文具有敏感性．仿真结果表明,该密码系统的时间开销很小;密钥空间足以抵抗强力攻击;密文对明文或初始密钥的任何微小变化均有强烈敏感性;密文分布均匀,相邻像素满足零相关性．故该密码系统具有高安全性．     

一种基于双混沌序列的数字图像加密算法

提出了一种结合正弦混沌映射和Logistic映射的双混沌序列的图像加密算法。该算法首先利用正弦迭代产生混沌序列,对图像进行置乱,然后利用Logistic产生加密矩阵对图像进行异或操作。对算法的安全性和加密性能进行了分析。仿真实验结果表明:该加密算法的时间开销很小、密钥空间足以抵抗强力攻击、密文对初始密钥的微小变化有很强的敏感性,可应用于实时性较高的场合。     

改进的魔方原则耦合混沌密文矩阵的图像加密算法

为了解决当前基于混沌系统加密算法存在的密钥空间小,算法安全性不佳的难题,提出改进的魔方原则耦合混沌密文矩阵的图像加密算法.首先,迭代Logistic映射,生成混沌序列,利用改进的魔方原则,对明文图像进行置乱,扰乱像素位置;随后,利用扰乱像素矩阵,采用XOR算子,构造像素扩散模型,对置乱图像进行加密,改变像素值.仿真结果显示,与当前基于混沌系统的图像加密算法相比,提出的算法具有更大的密钥空间,鲁棒性更强.     

交替分段相互置乱的双混沌序列图像加密算法

基于混沌的图像加密方法在安全性、适应性上具有优势.文中在对原有的混沌图像加密算法安全性分析的基础上,提出了一种基于Logistic和Chebyshev双混沌映射的数字灰度图像加密算法.借助基于明文产生的辅助密钥、初始密钥以及由双混沌系统产生交替分段相互置乱的密码序列是本算法的核心.计算机仿真及统计特性、安全性分析表明,该加密算法具有良好的加密效果和较高的安全性能,密钥空间达到255×10120.     

对“基于改进广义cat映射的彩色卫星图像加密算法”的安全性分析

对一种基于改进广义cat映射的彩色卫星图像加密算法进行安全性分析,并提出相应的选择明文/密文攻击和已知明文攻击方法.该算法改造了一般广义cat映射,通过增加一个非线性项使得一般广义cat映射具有更好的混沌特性;并利用改进广义cat映射进行图像置乱,然后用复合混沌映射对置乱后的图像进行扩散运算,实现图像加密.经过理论分析发现该算法存在两方面不足.一方面是扩散过程过于简单,采用简单的整幅图像的异或运算;另一方面是采用改进广义cat的置乱过程与明文无关.这两方面的不足,使得算法很容易受到破译.理论和仿真实验均表明该算法无法抵抗选择明文/密文攻击和已知明文攻击.     

一种改进的基于Arnold映射的Hash加密算法

Arnold 映射Hash加密算法是一种二维混沌系统与hash函数相结合的加密方法,一般以Arnold 映射的初值、迭代次数、Hash值的编成方法、Hash值的位数等作为加密密钥。由于该算法的不可逆性,使由密文到明文的逆向攻击失效,但明文和选择性明文攻击仍对该算法有一定的攻击效果。为更加有效地抵御各类明文、选择性明文的攻击,本文对该加密算法的Arnold 映射初值、迭代次数等2个关键密钥进行改进,通过增加Arnold 映射初值的个数,以及将迭代次数从常量拓展到变量的方法,构造出一个增强的Arnold 映射Hash加密算法,从而进一步增加保密强度,提高Arnold 映射Hash加密算法对明文、选择性明文攻击的抵抗能力。通过对实验数据的混乱与散布性质分析,改进后的Arnold 映射Hash加密算法的平均变化位数和每位平均变化概率更加接近理想状况下的64位和50%的变化概率,算法的保密性能更加良好。
     

一种改进的基于Arnold映射的Hash加密算法

Arnold映射Hash加密算法是一种二维混沌系统与hash函数相结合的加密方法,一般以Arnold映射的初值、迭代次数、Hash值的编成方法、Hash值的位数等作为加密密钥。由于该算法的不可逆性,使由密文到明文的逆向攻击失效,但明文和选择性明文攻击仍对该算法有一定的攻击效果。为更加有效地抵御各类明文、选择性明文的攻击,本文对该加密算法的Arnold映射初值、迭代次数等2个关键密钥进行改进,通过增加Arnold映射初值的个数,以及将迭代次数从常量拓展到变量的方法,构造出一个增强的Arnold映射Hash加密算法,从而进一步增加保密强度,提高Arnold映射Hash加密算法对明文、选择性明文攻击的抵抗能力。通过对实验数据的混乱与散布性质分析,改进后的Arnold映射Hash加密算法的平均变化位数和每位平均变化概率更加接近理想状况下的64位和50%的变化概率,算法的保密性能更加良好。     

一种改进的基于Arnold映射的Hash加密算法

Arnold映射Hash加密算法是一种二维混沌系统与hash函数相结合的加密方法,一般以Arnold映射的初值、迭代次数、Hash值的编成方法、Hash值的位数等作为加密密钥.由于该算法的不可逆性,使由密文到明文的逆向攻击失效,但明文和选择性明文攻击仍对该算法有一定的攻击效果.为更加有效地抵御各类明文、选择性明文的攻击,本文对该加密算法的Arnold映射初值、迭代次数等2个关键密钥进行改进,通过增加Arnold映射初值的个数,以及将迭代次数从常量拓展到变量的方法,构造出一个增强的Arnold映射Hash加密算法,从而进一步增加保密强度,提高Arnold映射Hash加密算法对明文、选择性明文攻击的抵抗能力.通过对实验数据的混乱与散布性质分析,改进后的Arnold映射Hash加密算法的平均变化位数和每位平均变化概率更加接近理想状况下的64位和50％的变化概率,算法的保密性能更加良好.     

基于序列密码的图像加密算法

结合序列密码和混沌映射的优点,提出了一种灰度图像的加密算法.该算法首先将图像矩阵化,然后通过线性移位寄存器生成周期序列,通过序列的性质选出序列中的一段并且根据序列段生成密钥矩阵,因为密钥是通过序列流产生的,所以和明文流与密文流无关,能够有效地抵御选择明文攻击;已知明文攻击等攻击手段.然后通过Hill密码加密原理使用密钥流对图像矩阵进行加密,对加密后的矩阵进行置乱迭代后生成密文图像.经过理论分析和实验验证,该算法具有敏感性高,抗差分攻击能力强,信息熵高等优点.     

结合二维压缩感知和混沌映射的双图像视觉安全加密算法

为解决图像加密技术在安全性和效率上的均衡问题,提出了一种结合压缩感知和混沌映射的双图像视觉安全加密算法。首先,通过引入非线性反馈项对经典一维Chebyshev混沌映射进行改进,用以构造受控测量矩阵和密码流;然后利用测量矩阵分别对两幅明文图像的整数小波系数进行二维压缩感知,并在密码流的控制下通过Fan变换和双向扩散过程生成秘密图像;最后,采用最低有效位嵌入算法将秘密图像信息嵌入到载体图像的像素值通道和alpha通道中,实现了两幅明文图像的同步压缩和视觉安全加密。实验结果表明：与采用复杂超混沌系统的单图像视觉安全加密算法相比,该算法在保证安全性的前提下,秘密信息嵌入容量扩大了一倍,加密时间开销减少40%以上,解密图像的峰值信噪比提升了1～7 dB。     

基于Arnold cat映射与ECC的图像加密方法

提出了一种基于Arnold cat映射以及椭圆曲线密码体制的图像加密算法.首先对图像用Arnold cat变换进行置乱,用Logistic混沌系统产生的整数序列替换Arnold cat变换的参数空间,从而抵制图像置乱部分的周期迭代攻击.再对图像像素依次用椭圆曲线加密体制进行加密,将置乱图像划分为大小相同的图像块,为每一图像块分配相同的密钥,在保证了安全性能的同时也大大提高了算法效率.理论分析和实验结果表明,该算法安全性能高,加密效果理想,是一种可靠的加密方法.     

一种新型混沌图像加密算法

针对传统的混沌加密系统因计算机有限精度效应产生的精度退化问题和密钥空间小、安全性能差等缺点,首先利用拓扑共轭基于Logistic混沌导出了另一种混沌映射;然后利用此混沌产生量子Logistic混沌映射的初值,生成置乱用矩阵;再利用两个分段线性混沌映射产生两个扩散用矩阵;采用扩散—置乱—扩散的方法对图像进行加密,大幅度降低了有限精度效应,增强了加密安全性和抗攻击性,有效提高了密钥空间;最后用MATLAB编程,对加密系统进行了各项性能测试;测试结果表明,该加密算法可很好地适用于即时加密的场合.     

基于高维广义猫映射的图像加密算法

提出了一种四维广义猫映射,并构造了一种基于该映射的图像加密算法。将三维广义猫映射扩展至四维广义猫映射,通过将图像的像素坐标和灰度值作为广义猫映射的初始值,映射参数和迭代次数作为密钥实现图像加密。与常见的低维混沌猫映射加密算法相比,该算法具有更大的密钥空间及更高的加密速度,可作为加密系统的一个子模块用于常规网络或中高速无线传感器网络图像、数据块和视频的加密传输。     

一种基于CNN和Logistic的双混沌DWT-SVD数字水印新算法

本文提出了一种基于三维细胞神经网络（CNN）混沌系统和Logistic混沌映射的双混沌DWT-SVD数字水印的新算法。具体步骤是：利用三维CNN混沌系统和Logistic混沌对水印图像进行加密处理,选取载体图像经小波分解后的低频系数进行奇异值分解,然后将加密水印嵌入到奇异矩阵中,最后进行反奇异值分解和逆小波变换得到含水印图像。经实验仿真,通过PSNR和NC等定量指标证明使用该方法,水印具有很强安全性、鲁棒性和不可见性,并且经噪声、剪切、旋转、滤波等攻击后,提取出的水印与原始水印NC均保持在98%以上,鲁棒性极好。     

混沌系统和移位寄存器相融合的图像安全分析算法

为了提高图像的安全性,针对传统图像分析算法存在抵抗攻击能力弱、密钥空间小等缺陷,提出一种混沌系统和移位寄存器相融合的图像安全分析算法.首先对图像安全进行分析,找到单移位寄存器和混沌系统存在的局限性;然后采用移位寄存器产生的序列确定混沌系统的初始值,通过不断迭代产生新的伪随机序列,并采用伪随机序列作为密钥流对图像进行加密操作;最后通过图像加密效果进行仿真验证和安全性分析.结果表明,该算法提高了图像加密系统的工作效率,可抵抗各种攻击,获得了较理想的图像加密效果,可以保证图像在网络上的安全传输.     

S盒变换规则融合雅克比椭圆混沌映射的图像加密算法研究

由于当前的基于混沌映射的图像加密算法存在瞬态效应,且在像素扩散阶段都没有使用完整的随机密码序列,从而降低了加密系统的安全性,无法抵御各类明文与密文攻击。对此,设计了一个完整的随机密码序列和新的雅克比椭圆映射,并定义了一个S盒变换规则;构造了预混淆-混淆-扩散结构,提出了S盒变换规则耦合雅克比椭圆混沌映射的图像加密算法。首先利用S盒变换规则对初始图像进行预混淆;再根据Logistic混沌映射与代数变换模型所生成的外部密钥迭代雅克比椭圆混沌映射,以消除瞬态效应;改变初始外部密钥,再次迭代雅克比椭圆混沌映射,用序列修正函数对迭代得到的伪随机序列进行修正,产生的新序列在混淆机制下改变预混淆图像像素值;根据密钥流机制和新序列来设计一个完整的随机密码序列,对混淆像素进行扩散。在MATLAB仿真平台上测试结果表明:该算法高度安全,拥有很强的密钥敏感性,密钥空间巨大。     

基于伪3D-DCT域的视频零水印算法

基于零水印对视频信号有其自身优势,本文提出一种基于混沌映射与伪三维离散余弦变换(3D-DCT)的视频零水印算法.首先对构造零水印的视频帧分组,并进行伪3D-DCT变换.然后利用伪3D-DCT系数的符号映射生成具有稳定特性的特征值,并结合混沌映射构造零水印.最后将零水印在第三方数据库进行注册.算法不需要修改任何视频载体信息,有较好的不可见性.实验结果表明,该算法对H.264、MPEG-4压缩,噪声攻击,滤波,帧剪切等处理有很强的鲁棒性.     

基于混沌系统的数字彩色图像加密技术

近年来,彩色图像的安全存储与传输一直受到学者们的关注,现有的低维混沌系统和单调DNA编码系统因其结构单调、繁杂度和安全性较低,不能满足图像加密的最根本要求。在此基础上提出一种基于混沌系统与DNA编解码相结合的彩色图像加密算法。首先对彩色图像的分块进行加密,然后将Logistic混沌映射生成的参数与空间复杂的Chen超混沌映射结合,再对彩色图像R、G、B的3个通道进行置乱;最后利用DNA编码对图像进行混乱加密处理。同时增加了加密算法中混沌系统的个数,优化了加密算法的流程。改进算法在Matlab 2018b上进行仿真,通过直方图、信息熵和相邻像素相关性等对仿真结果进行安全性分析,结果表明改进算法提高了加密算法的加密效率并增强了加密的安全性。