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。     

基于交替迭代混沌系统的图像加密算法

基于logistic映射和时空混沌系统,设计了一个密钥长度为256bit的图像分组密码算法,将256bit的明文图像分组加密为等长的密文图像.该算法引入的辅助密钥和设计的迭代次数敏感地依赖于明文分组和密钥,交替迭代混沌系统及Arnold映射实现了像素值的扰乱和位置置乱.计算机仿真和密码分析表明,该算法具有对明文和密钥敏感、密钥空间大和可扩展性强等特点,具有良好的加密效果和较强的抗攻击性能,适用于安全通信领域.     

一种图像加密算法的密码分析及其改进

本文通过对Eslamin和Bakhshandeh所提出的一种改进的基于全局置乱的图像加密算法进行密码分析,发现了该算法不能抵御选择明文攻击.通过选择明文攻击,动态加密选择明文图像,可以将明文图像的像素灰度值逐一恢复,最终得到完整的明文图像信息,成功破译了该算法.针对原加密算法的安全缺陷,笔者对该算法进行了改进.一个改进是设计置换过程的密钥流与明文图像内容相关,克服了原加密算法置换过程与明文图像无关的缺陷,从而可以抵御选择明文攻击、已知明文攻击.另一个改进是在扩散过程采用另一个斜帐篷映射生成密钥流,扩大了加密算法的密钥空间,使得加密算法更加安全.本文还对改进的加密算法的安全性进行了详细的实验分析,包括密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计分析、信息熵分析、差分攻击分析等.数值实验结果表明,本文提出的改进的图像加密算法比原加密算法更加安全有效.     

基于多混沌映射的信息加密算法

为了增强混沌加密的安全性,提出一种基于多个混沌离散映射的动态加密算法.该算法使用了两个混沌级联子系统.子系统由简单混沌映射构成,其输出与明文相加取模后生成密文,而且子系统的迭代次数呈动态变化,提高了密文的不可预测性.仿真实验和安全性分析表明,该算法的密钥空间大,对明文和密钥敏感,能够有效地抵抗利用统计特性、差分特性和相空间重构进行的攻击.     

一种基于异或运算的混合加密算法

针对DES对称加密算法中密钥安全性保密困难且不易管理、RSA非对加密算法加密速度慢不易实现的缺点,研究信息明文与随机产生的加密密钥之间的异或运算进行信息明文加密、同时将信息明文的加密密钥按RSA算法进行加密管理以安全的传输到接收方,基于此,提出了一种基于异或运算的混合加密算法,实例验证演算表明,该算法是一种有效可行的信息安全保密方案.     

基于二维广义Logistic映射和反馈输出的图像加密算法

提出一个利用广义Logistic映射构造的二维非线性混沌映射,采用相图、分岔图分析方法,研究该混沌映射的非线性动态特性;利用该二维混沌方程生成混沌序列,将混沌序列进行优化改进,生成密钥序列;采用输出反馈的加密方式,改变图像的像素,达到加密的目的。实验仿真结果表明:该加密算法对明文和密文都非常敏感,混沌序列的选择极其敏感地依赖于明文,有效地提高了抵御选择明文攻击的能力;密文图像信息熵为7.974 3,接近理想值8.000 0,因而加密图像像素具有类随机均匀分布特性;加密图像和明文图像之间的相关性非常小,相邻像素具有零相关特性,而且密钥空间达到299 bit,加密方法大大改变了明文图像的像素,使得密文能够抵御统计攻击;本算法有很高的安全性,具有良好的加密效果。     

一种混沌映射密码算法的安全性分析

近年来有许多基于迭代混沌映射的密码系统被提出,但它们中很少能抵抗选择明文攻击、选择密文攻击或者已知明文攻击。本文分析了参考文献[14]中存在的一些缺陷并且攻破它。参考文献[14]主要思想在于使用变长扩展密钥（最大128位）构造四个一维混沌映射的初值和迭代次数,获取初值和迭代次数的过程是有限整数问题,存在致命缺陷,不具抗攻击性,本文使用选择密文/明文攻击方法在很短时间内就能恢复变长扩展密钥。     

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.     

基于超混沌和扩展Cat映射的实时视频流加密算法

为提高密码的抗攻击性,利用超混沌系统随机性好、可确定再生,且密钥空间较大的特性,提出了一种基于四维连续超混沌系统和扩展Cat映射的实时视频流加密算法。该算法将流密码和块密码相结合,实现视频流的实时加密,克服了现有的多数基于混沌系统的视频加密算法不能抵抗已知明文攻击和密钥空间小的缺点。流密码采用四维连续超混沌方程进行加密,可同时生成4个混沌序列,既提高了加密速度,又增加了密码的复杂度。块密码应用扩展的Cat映射,通过将信息置乱进行加密,Cat映射对初值和参数敏感,置乱效果好,且是双射函数,适合于信息的加密。实验结果表明,该算法安全性高,密钥空间大,能抵抗统计分析、差分攻击,密钥敏感性高,加密速度快,可达到3 Mb it/s,满足实时处理的要求。同时,该算法与视频压缩算法相独立,实现简单。