音频数据加密的二值音频可听密码方案

数字音频文件数据量大、相关性强、冗余度高,传统加密算法难以满足其实时安全性要求.针对此问题,根据人耳听觉特性提出了一种基于二值音频的可听密码方案.该方案借鉴图像半色调技术对秘密音频数据进行二值化处理,以降低音频信息的数据量;结合可视密码技术的(k,n)门限方案的基本阵对二值数字音频进行分存和加密,从而破坏了原始音频数据之间的相关性.在解密时只需同步播放任意k份秘密音频就可直接通过人耳听觉系统解密,少于k份的任意秘密音频同步播放不会暴露原始音频的任何信息.实验结果表明,加密后的音频具有良好的随机性和安全性.与原始秘密音频相比,恢复后的秘密语音虽有一些失真,但其语音内容易于辨识、可懂.     

一种安全的云存储数据确定性删除方法

为解决云存储中的过期数据导致敏感信息泄漏的问题,提出了一种安全的数据确定性删除方法.该方法首先对文件F进行AON(All or Nothing)加密,将数据密文CF存储到云中,而将数据密文的存根C0与AON密钥参数一起进行广播加密,并将广播密文通过秘密共享算法分布式存储到DHT(Distributed Hash Table)网络中.DHT网络的动态更新将定期删除其中的广播密文,实现了AON密钥参数和存根C0的自动清除.在安全性方面,AON加密和广播加密使该方法能抵抗针对DHT网络中密钥信息的跳跃和嗅探攻击,以及针对数据密文CF的暴力攻击.     

一类选择性图像加密方案的安全性分析

对一类选择性加密方案的安全性进行了分析,并根据图像相邻像素相关性的性质,利用密文中泄露的信息和已知明文攻击方法,给出了针对此类加密方案的攻击方案.通过实验验证了攻击方案的有效性.实验结果表明,对于相邻像素相关度较高的图像,利用密文中未加密的信息可以用较少的明文恢复出较多的明文信息,说明了此类选择性加密方案对于相邻像素相关度较高的图像是不安全的.最后,针对已知明文攻击,对选择性加密方案提出了改进意见.     

公钥可搜索加密

传统的公钥加密控制粒度是比较粗糙的,发送方使用公钥PK对一个消息M进行加密,并且只有拥有与PK对应的私钥的接收方才能够对密文进行解密得到原消息。这样的语义使得第三方不能对加密数据进行有效的检索,本文提出一种新的公钥可搜索加密方案,允许对加密后的数据进行检索,并证明了方案的安全性。     

基于高维混沌系统的图像加密改进算法

为保证数字图像在传输过程中的安全问题,通过分析传统的基于高维混沌系统的图像加密算法,提出了一种图像加密改进算法。将位置置乱和像素替换加入到每次迭代中,并使加密数据流与明文信息相关,弥补了传统算法在应用中的漏洞和不足。理论分析和仿真实验表明,该算法具有良好的保密性和加密效果,密文对明文或初始密钥的任何微小变化具有强烈敏感性,相邻像素满足零相关性,具有较强的安全性和可操作性。     

集群通信中一种语音加密方法的研究与实现

语音加密是公网集群通信最核心的技术.提出了一种语音加密方法,对语音数据的加密处理采用各终端安装加密片,从加密端对数据加密,在接收端对数据解密,既方便了系统用户的沟通交流,又保障了信息的安全性.同时采用MPEG音频快速加密对语音数据进行二次加密,进一步提高了语音信息的安全保障.     

密文域可逆信息隐藏研究进展及技术难点分析

密文域可逆信息隐藏技术融合了加密技术和信息隐藏技术的双重优势,旨在实现公开信道上数据内容的隐私保护和信息的可逆嵌入功能,以应对云环境下日益复杂的用户应用需求。本文从密态数据管理、情报隐蔽通信、军事协同作战、技术融合创新4个应用场景分析密文域可逆信息隐藏的研究价值,根据信息嵌入与数据加密的操作关系对密文域可逆信息隐藏分类,对不同嵌入框架下的技术发展进行阐述和总结。同时,从嵌入性能提升、可分离性实现、图像的加密安全性、满足云环境下的应用需求4个方面对密文域可逆信息隐藏的技术难点进行剖析,并对后续研究方向进行分析和展望。     

采用异或算子和椭圆曲线的混合加密机制

针对椭圆曲线加密系统处理由多个零碎文件组成的较大量数据信息时,其安全强度高而实时性较差的问题,提出了一种基于异或算子和椭圆曲线加密的多组混合加密方法(XORECC).该方法利用不同的密钥矢量与明文中零碎的文件异或得到密文,然后将其与零碎文件异或的密角矢量集合存放于锁盒子里,利用椭圆曲线加密机制对锁盒子进行加密以保证XORECC机制的安全性.通过引入异或(XOR)操作,使XORECC机制有效避免了椭圆曲线系统直接对大量数据进行加密,在保证密文高安全性的同时提高了系统的整体性能.     

基于NTRU的密文域可逆信息隐藏算法

NTRU (number theory research unit)具有抗量子计算攻击、加解密速度快、安全性高的特点,非常适合用于无线保密数据网、认证系统等业务。结合可逆信息隐藏技术,提出了一种基于NTRU的密文域可逆信息隐藏算法。首先利用差值扩展算法完成对图像像素的预处理;然后使用NTRU算法对图像像素进行加密,利用NTRU算法的加法同态性质在密文中嵌入信息,嵌入的信息得到NTRU算法加密的安全性理论保证;解密与信息提取后,利用差值扩展算法的特点可逆恢复出图像像素。采用图像的直方图及方差、信息熵、相邻像素的相关性等统计学方法,论证了在密文中嵌入信息的不可感知性。仿真实验结果表明：该算法既能实现嵌入信息后密文的正确解密,又能无损提取秘密信息,平均嵌入率可达到0.5 bpp (bit per pixel)。     

基于混沌映射和置换有序二进制编码的密文域可逆信息隐藏

为了解决运用预测误差扩展算法进行信息嵌入时会造成溢出问题以及加密后图像分块内仍存在一定的相关性问题,提出了基于混沌映射和置换有序二进制(permutation ordered binary, POB)编码的密文域可逆信息隐藏。首先,图像拥有者运用混沌映射系统对原始图像进行加密。然后,数据隐藏者对加密图像中的参考像素点与其相邻像素点做差值计算后,再运用POB编码进行秘密信息的嵌入。最后,接收方不仅能正确提取秘密信息,还能无损地恢复原始图像。实验结果表明,与预测误差扩展算法相比,运用POB编码进行信息嵌入时不仅能够避免移位时造成的溢出,而且会进一步破坏分块内的相关性,使得加密图像的安全性提高。因此,该算法具有更广阔的应用场景。     

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。     

基于混沌映射和POB编码的密文域可逆信息隐藏

为了解决运用预测误差扩展算法进行信息嵌入时会造成溢出问题以及加密后图像分块内仍存在一定的相关性问题,提出了基于混沌映射和置换有序二进制(permutation ordered binary,POB)编码的密文域可逆信息隐藏.首先,图像拥有者运用混沌映射系统对原始图像进行加密.然后,数据隐藏者对加密图像中的参考像素点与其相邻像素点做差值计算后,再运用POB编码进行秘密信息的嵌入.最后,接收方不仅能正确提取秘密信息,还能无损地恢复原始图像.实验结果表明,与预测误差扩展算法相比,运用POB编码进行信息嵌入时不仅能够避免移位时造成的溢出,而且会进一步破坏分块内的相关性,使得加密图像的安全性提高.因此,该算法具有更广阔的应用场景.     

具源隐藏特性的IB-PRE方案分析

Emura等提出的基于身份标识的代理重加密(Emura-IB-PRE)方案具有源隐藏特性,且在随机喻示模型下具有抗选择密文攻击安全性.文中提出了一种攻破Emura-IB-PRE方案的选择密文安全性方法,证明了Emura-IB-PRE不能抵抗选择密文攻击,进而提出了改进的E-SH-IB-PRE方案,并进行了相关安全性证明.结果表明,文中提出的方案在随机喻示模型下具有抗选择密文攻击安全性和源隐藏特性,一级密文可公开验证的原则对代理重加密方案的设计具有重要的作用.     

云计算网络数据库中的加密优化模型仿真分析

针对云计算网络数据库中大数据加密耗时长的弊端,提出一种新的并行同态加密(DGHV)方案。在云计算网络环境下,采用DGHV同态加密算法进行初步数据加密,并对加密过程产生的噪声进行去噪处理。引入MapReduce计算框架的并行特性,使用分块算法对云环境中的大数据进行分割,并采用同态算法进行加密,最后将加密后的密文块汇总,得到整个数据库中的密文。实验结果表明,通过相同的实验平台对云环境网络数据进行加密优化。相比较其他方法针对大数据的处理的加速比较高,能够有效地减少加密时间。     

基于三层次的数据库加密应用系统

传统的数据库保护方式存在安全漏洞:系统管理人员可以查看任何数据;黑客侵入网络后可以毫不费力地盗窃数据库服务器中的数据和破坏数据完整性.针对这些问题,在数据库加密理论基础上,设计了一种三层次的数据库加密应用系统,对该系统的框架结构、系统的数据库加脱密引擎和加密字典管理程序进行了讨论,给出了这两大部件中的各个模块的设计.该系统在客户端实现数据加密,数据在网上和在数据库中都是密文,不但增加了数据在网络传输时的安全,而且包括系统管理员在内的无关人员都不能见到明文,即使黑客窃取了数据库中的数据,仍然难以得到所需的信息.大大提高了数据的安全性.     

支持邻接关系查询的图结构密文搜索方案

现有的密文搜索方案不支持复杂数据结构,因此,提出一个针对图结构的密文搜索模型,给出其算法的形式化定义及安全模型.利用矩阵结构的加密索引提出一个支持邻接关系查询的图结构密文搜索方案,给出了方案算法的具体描述,并对安全性与效率进行分析.方案使用伪随机函数和伪随机置换,保证了用户的图数据和索引信息不被泄露,并通过现实模型实验和理想模型实验的方法进行安全性证明.对比传统密文搜索方案,该方案支持更加灵活的查询,并拥有更高的效率,在大数据环境下拥有广泛的应用前景.     

基于有限状态斜帐篷映射的图像加密算法

针对图像加密算法中迭代性高、低维离散混沌加密密钥空间小、保密性低等特点,提出了一种基于有限状态斜帐篷映射的混沌加密方法.该方法采用一种有限状态skew tent映射来产生伪随机整数序列,然后依据该混沌序列控制图像像素的置换和灰度值的修改.攻击者在不知道密钥的情况下,加密图像不能被正确重建.并对图像加密算法的安全性从统计角度进行了分析,计算结果表明密文图像的直方图趋于均衡一致,密文图像在水平、垂直和对角线方向上像素的相关性显著降低.     

基于属性加密的共享文件分级访问控制方案

针对文件共享中对文件管理松散、对人员权限设置不明确、不能实现对密文分级访问等问题,设计了一种基于属性加密的共享文件分级访问控制方案。构造了一种新型的属性加密算法,它将属性加密分成两个阶段进行,用户可以通过制定两类属性加密策略对数据进行分级属性加密,实现数据的分级访问控制。使用属性加密算法加密对称密钥,SM4对称加密算法加密数据的混合加密方法,进一步提高方案的加密效率。最后,对数据的安全性、属性加密算法效率及SM4算法效率进行分析。     

数据库加密新技术的研究

对数据库中的敏感数据加密能够有效保证敏感数据的安全,传统加密技术对密文数据不能直接进行操作,这样降低了数据库系统的性能.秘密同态技术能够对一些敏感的、重要的数据直接在密文的状况下进行操作,从而有效地保护这些数据,并可以大大削减加、解密所需要的时空开销,大大提高数据库的运行效率.     

基于超混沌映射的医学图像小波域加密算法

针对当前医学图像加密算法在抗攻击能力和加密效率上的不足,提出了一种新颖的基于小波变换和超混沌映射的医学图像加密算法.首先,分析了Le Gall 5/3整数小波变换的特点,提出利用去相关性强度指标确定小波变换分解级数,充分降低像素间相关性;然后,设计新的二维超混沌系统产生快速伪随机序列,提高混沌密码的安全性和产生效率;最后,对选取的医学图像小波低频系数进行两轮扩散加密,增加密文对明文的敏感性和降低迭代次数.实验结果表明,算法具有高安全性和良好的加密效率,与现有方法相比,密文像素相关性降低20%,以上,加密所需时间约为原方法的0.01倍.算法适用于大容量医学图像的实时加密和解密.