基于混沌的图像加密技术进展

由于图像有数据量大、冗余度高的特性,使得图像加密不同于文本加密.混沌系统对初始条件和参数的极度敏感性,使得它广泛应用于加密研究中.首先对传统的图像加密技术进行了总结,而后综述了基于混沌系统的图像加密技术的最新进展,分析了不同加密技术的优缺点,并对混沌加密的应用前景进行了展望与分析.     

基于混沌伪随机数列的图像加密的实现

利用混沌系统对初值的敏感性,可以产生伪随机数列,利用产生的伪随机数列进行加密是数据加密技术的基本方法之一.本文阐述了用混沌加密图像的基本方法,并用VB 6.0实现了软件的编制.     

基于一个新高分数维混沌系统的彩色图像加密

近年来,混沌密码学极大促进了图像加密技术的发展.高分数维混沌系统具有更复杂的动力学特性,基于微分动力学理论,给出一个最复杂吸引子,其混沌序列具有更高的类随机性,并根据此混沌设计出彩色数字图像加密方案,先通过新混沌系统的3个混沌序列对图像进行三基色分层像素位置扰乱,然后对于置乱图像的三基色分层进行连续的像素值替代加密.理论分析和实验结果表明,新高分数维三维自治混沌系统具有复杂的动力学特性,在图像加密中具有更高的适用性,该算法对彩色图像加密效果较好,安全性较高.     

基于EMD的数字图像混沌加密算法

高维混沌系统是一种重要的数字图像加密技术,但是其维数越高,算法就越复杂.为了克服高维混沌系统的这类缺点,提出了一种基于经验模态分解(EMD)的图像加密算法.应用EMD算法将数字图像分解为若干数字矩阵,破坏了相邻像素之间的相关性,经预处理得到相应的数字图像.利用混沌系统对所得的数字图像进行加密.每幅图像可采用具有不同初值的同一混沌系统,或采用不同混沌系统进行加密.最后,验证了所给算法的加密效果.     

基于混沌的加密技术研究

对传统加密技术及混沌系统特性总结之后,对混沌系统在连续数据、离散数据和图像加密中的研究进展进行了综述,分析了混沌加密的特点,并对其应用前景进行了展望与分析．     

基于Lorenz混沌系统的数字图像加密算法

鉴于传统图像加密技术和低维混沌加密技术各自的局限性,将Lorenz混沌系统与数字图像置乱技术相结合,设计了一种基于三维混沌系统的数字图像加密算法.首先,对系统输出的实数值混沌序列进行预处理;其次,以此实数值混沌序列直接构造图像置乱索引矩阵;最后,以8×8块为单位实现数字图像的空域加密.分析与仿真结果表明:预处理后的实数值混沌序列具有更强的伪随机特性,更理想的相关特性;三维混沌系统有更大的密钥空间,使算沣法具有很强的抗破译性和抗攻击性;系统三维输出的同时利用,可实现三个或多幅图像的并行加密,提高了算法的加密效率.     

基于混沌序列的位图像加密研究

针对低维混沌序列加密数字图像保密性较差的问题,提出了一种复合混沌序列和基于混沌序列的位图像加密算法.通过Logistic映射的动力学分析,对混沌序列生成方法进行3点改进,将改进后序列和Henon序列作为子序列生成复合混沌序列.由于复合序列掩盖了混沌子序列的分布特性,因此增强了序列的保密性.加密算法综合应用置乱、置换两种加密技术在空域和小波域做两次加密,理论分析和试验结果表明,加密图像不仅完全依赖于密钥,而且可以抵制常用攻击算法.     

基于混沌离散序列的图像加密算法研究

针对传统加密算法密钥空间小、加密结构简单等不足,提出了一种能极大扩充加密密钥的双重图像加密算法.在发送端,通过连续混沌系统产生图像位置映射矩阵对图像像素位置进行置乱,再通过将图像像素值信息加入离散混沌系统进行扰乱.加密的图像通过以太网进行传输,并在接收端进行像素值同步解密和位置复原.该方法同时利用混沌系统的初值敏感性和混沌系统的同步性对图像进行双重加密.构造的双重混沌图像加密系统结构复杂不易破解且具有极大的密钥空间.实验表明,基于Liu混沌系统与离散混沌同步系统的双重图像加密能够抵挡图像统计攻击与无穷举攻击,并能够在Windows系统上进行实现.     

外部密钥控制系统参数的图像加密算法

通过外部密钥映射产生混沌系统的初始条件及迭代次数,然后利用所产生的混沌信号对图像信号进行掩盖加密,在此基础上提出了一种图像加密算法．仿真结果表明,该算法提供了一种良好的混沌密钥空间设计方法,密钥空间大,具有较好的加密效果,对统计分析和差分攻击等具有较好的安全性．     

基于DSP的混沌语音加密

基于语音加密的特殊性,利用可逆二维Arnold变换和改进的Logistic映射进行了混沌加密算法研究,并以TMS320VC5509A为中央处理器提出了语音加密的系统方案,实现了语音的加密和解密.首先介绍了数据加密技术基本原理和方法,然后详细给出了混沌加密系统的软硬件设计方案,并通过DSP芯片实现了混沌语音加密和解密.最后对语音信号进行了模拟仿真和测试,加解密前后的信号和频谱取得了较好的一致性,证实了该混沌语音加密算法的可行性.     

基于Logistic映射的混沌图像加密算法的改进

Logistic映射是一种简单的非线性模型,但却有复杂的动力学性质.文中分析基于Logistic映射的混沌图像加密算法,提出一个改进的基于该算法的加密解密模型,并采用Matlab仿真实现,其结果与传统Logistic混沌序列加密算法相比,在图像不失真的情况下大大增强图像加密的安全性.     

New chaotic image encryption algorithm based on cross-mapping

Chaotic cryptography has been applied to image encryption;however,only the traditional low-dimensional chaotic systems has been widely analyzed or deciphered,which does not show satisfied security and efficiency.To solve this problem,a new algorithm based on cross-chaos map has been created in this article.The image pixels are scrambled under control of high-dimensional chaotic sequence,which is generated by cross chaotic map.The image pixels are substituted by ciphertext feedback algorithm.It can relate encryption required parameters with plaintext and can make a plaintext byte affect more ciphertext bytes.Proved by theoretical analysis and experimental results,the algorithm has higher complex degree and has passed SP800-22 pseudo-random number standard tests,and it has high encryption speed,high security,etc.It can be widely applied in the field of image encryption.     

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。     

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。     

Standard映射及其三维扩展在多媒体加密中的应用

混沌映射因为初值敏感性、参数敏感性、遍历性和类随机性的特点,很适合用于信息加密.离散化后的混沌映射与扩散机构相结合,与传统的密码算法相比,加解密速度更快,能够满足实时性要求.与Baker和Cat映射相比,Standard映射具有更大的密钥空间,更适合于信息加密.因此将其扩展到三维空间,构造了基于离散Standard映射的多媒体加密方案,分析了Standard映射的参数敏感性,给出了置乱循环次数和扩散函数的选择方法.实验结果表明,算法具有较高的安全性和较快的加解密速度,适合于多媒体数据,如图像、视频、多波段图像等的加密.     

基于黄金分割-Lucas动态置乱与异扩散的图像加密算法

当前图像加密算法的每一轮像素位置置乱过程都是相同的,且扩散操作是有序的,降低了算法的动态性与随机程度,使得算法安全性不佳.为了解决这一问题,本文提出了黄金分割-Lucas动态置乱与异扩散的图像加密算法.首先,引入黄金分割序列与Lucas序列,基于2D Arnold映射变换思想,设计了动态置乱机制,根据不同的迭代次数,动态改变其置乱变换核,使得每一次像素置乱操作都是不同的,有效提高明文像素置乱度;联合Cosine映射、sine映射与Logistic映射,设计复合串联混沌映射,利用置乱密文的像素总量来生成复合映射的初始条件,输出伪随机序列,并构造量化函数,对其进行量化,获取一组密钥流;最后,对置乱图像像素进行分组,并结合密钥流,设计两个加密引擎函数,通过构造像素加密模型,分别对图像第一个像素、中间像素以及最后一个像素进行异扩散,完成图像的加密.实验结果表明,与当前混沌加密技术相比,所提算法具有更高的安全性与用户响应,具备更强的抗明文与抗噪声攻击能力.     

基于斜帐篷映射的混沌图像加密系统的改进

利用动态参数的离散斜帐篷映射,结合简单的一维混沌映射像素值替代方法,提出了一种改进的基于离散斜帐篷映射的混沌加密方法。仿真结果表明,该方法不仅继承了原有系统的优良密码学特性,而且与传统斜帐篷混沌序列加密算法相比,在图像不失真的情况下大大增强图像加密的安全性。     

基于混沌映射的图像置乱加密算法

提出了一种基于混沌映射的图像置乱加密算法,映射置乱了像素的位置,过程是可逆的,可用于加密图像.设计了密钥产生的方法,分析了图像加密算法的安全性问题.结果表明,该映射可加密压缩文件甚至任意长度的数据集.     

基于显著性检测与混沌对称折叠的图像选择性加密算法

当前图像选择性加密技术主要依赖明文的边缘信息实现局部像素的混淆与扩散,易泄露重要目标的形状信息,而且整个加密过程中忽略了初始明文特性,使其安全性不理想,为了解决以上的问题,提出了显著性检测耦合混沌对称折叠的图像选择性加密技术。首先,引入Ripplet变换,对输入明文完成多方向、多尺度分解,形成Ripplet系数,通过逆Ripplet变换,得到明文对应的特征图;通过高斯概率密度与信息熵来计算特征图的全局与局部显著图;再组合全局与局部显著图,根据区域生长法,检测明文的视觉显著性区域;随后,借助明文信息迭代Logistic映射,获取一组混沌数组,以定义索引扰乱机制,改变显著区域内的像素位置;最后,联合Logistic映射与对称连续折叠机制,设计了混沌折叠扩散方法,从多个方向利用不同的扩散函数对置乱后的显著性区域完成加密。实验结果显示:与已有的选择性加密方案相比,本文方法呈现出更好的安全性与密钥敏感性。     

一种结合Cat和Logistic映射的混沌加密算法

为了使混沌加密算法具有较高安全性的同时又有较好的运算效率,提出了一种利用Cat映射与Logistic映射作为2个混沌发生器,通过正逆序迭代产生的混沌序列对明文进行加密.结果分析显示该算法具有较好的加密强度;对比基于Lorenz系统的混沌加密算法,该算法具有较好的运算效率.解决了低维混沌序列保密性不够和高维混沌系统加密速率慢的缺点.