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.     

基于龙格库塔算法和可编程门阵列技术的混沌系统实现

提出了使用硬件描述语言(HDL)在现场可编程逻辑门阵列器件(FPGA)上实现二阶龙格库塔法产生混沌信号的一种新方法.首先,根据二阶龙格库塔算法分解求解连续混沌系统,得到一个迭代求解过程;其次,使用HDL描述状态机实现该迭代过程,输出数字混沌序列;最后,将数字混沌序列输出至高速数模转换器(DAC),可观察到模拟混沌信号.给出了网格状多卷波混沌系统和经典Lorenz系统上的具体实现步骤和相应结果.结果表明,此方法具有一定的普适性,可用于其它混沌系统的混沌信号产生,且消耗FPGA资源不多,具有很强实用性.     

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。     

基于超混沌和扩展Cat映射的实时视频流加密算法

由于超混沌系统具有随机性好、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。由于流密码加密可增加密码的复杂度，而块密码加密可帮助流密码抵挡已知明文攻击，从而大大提高了密码的抗攻击性。因此，提出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。该算法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，     

一种混沌序列产生及加密方法

介绍一个混沌二值序列产生和实验的软件平台,利用3种混沌动力学模型,即一阶时延模型、Logistic模型和Lorenz模型产生加密序列,并结合Shanon的“一次一密”思想,建立一种基于混沌映射的“分组密码密钥空间拓展”理论,很好地解决DES加密算法密钥空间小的问题,实现了一种混沌的DES变形密码算法．     

基于时空二维混沌序列的变参数混沌加密算法

提出一种基于时空二维混沌序列的可变参数混沌加密体制. 首先采用单向耦合映象格子模型产生时空混沌二值序列, 并对序列进行各项性能分析, 证明混沌序列具有良好的伪随机性. 其次, 采用一种新的变参数混沌加密算法, 将生成的时空混沌二值序列作为原始密钥, 并通过随机改变混沌加密系统的初始参数、 迭代次数及系统参数, 实现了变参数的加密过程. 实验结果表明, 该混沌加密系统中参数的随机变化, 增 加了混沌序列的复杂度和长周期性, 具有加密速度快、 安全性高的优点.     

一种基于混沌系统的密钥生成方法

根据类Hénon混沌系统对初始条件和参数的敏感性以及迭代过程的伪随机性,提出了一种基于类Hénon混沌系统的密钥序列生成算法.该算法将参数和初值带入混沌映射,经过迭代产生任意长度的混沌序列,并将其进行量化,量化后得到的密钥序列具有良好的统计特性.另外,还通过计算机实验,对所生成的混沌序列进行了分析.结果表明,这种算法生成的混沌序列具有随机性好,分布均匀的特点,且有较大的密钥空间,可以有效地保障明文的安全.     

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．     

一种抗能量分析攻击的混沌密码系统

研究表明很多密码系统虽然通过了常规安全性能测试，但是被证明可通过侧信道攻击破解，从而破获密码系统的敏感信息.为了抵抗侧信道攻击，设计了一种基于混沌的密码系统.该密码算法用两个混沌映射分别生成轮密钥和随机序列数，中间数据由明文、轮密钥和随机序列数三者通过异或操作生成，从而达到扩大密钥空间的目的.此外，随机序列数还控制随机化操作，通过随机化操作，将中间数据与能量消耗的关系进行隐藏，减少侧信道信息的泄露，以此达到抵抗能量分析攻击的目的.为了评估设计的密码系统的安全性，首先对其进行了常规测试，例如字符频率测试、信息熵测试和依赖性测试等，实验结果表明该系统具有良好的安全性能.其次，将该加密算法在Atmel XMEGA128芯片上实现，并对其进行了相关能量分析，结果表明所提出的密码系统可以防御相关能量分析攻击.     

混沌键控视频加密方案研究

针对流式加密阻碍加密系统并行化的实现,以及混沌序列随机特性不强等问题,提出基于混沌键控的视频加密方案.该方案选用三维洛伦兹系统、四维陈系统和四维细胞神经网络系统作为备选密钥源,由明文视频帧本身来决定密钥源系统及其初始条件,并对生成的混沌序列进行优化和映射,以提高其随机序列特性.最后遵循扩散和混淆的原则,对视频信息进行加密.每一个像素的加密值均与明文视频帧、加密密钥和前两个像素的加密值相关.该加密方案可采用多通道同时对视频信息进行加解密,平衡了密钥空间和加密效率的关系,可满足视频加密的实时性要求;密钥敏感性和明文敏感性强;统计特性完全被打破;具有良好的抗噪性.可有效地抵抗密码分析攻击,安全性高,实用性强.     

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.     

一种无限折叠混沌映射及其量化序列

研究了有限区间内具有无限折叠的一维偶对称混沌映射及其所产生的量化序列的统计特性．理论分析和仿真检验证实，该映射具有比传统有限折叠映射大的李亚普诺夫指数(LE)、二值自相关、均匀的不变分布等性质，相应的量化序列的分布特性由混沌映射和量化器的参数决定．选择适当的参数可使量化序列接近于独立同分布序列，是构造扩谱序列和密钥流序列的理想候选．     

基于两个离散混沌动力系统的序列密码算法

基于两个离散混沌动力系统提出了一种新的序列密码算法.该算法用分段非线性映射的上一次迭代的输出作为分段非线性映射的下一次迭代的输入,并将迭代序列通过离散化算子转化为0-1序列,由0-1序列来选择两个混沌动力系统中的分段非线性映射.对算法进行了仿真实验和安全性分析,并对该映射产生的序列的随机性、初始值敏感性及其他性质进行了研究.研究结果表明,算法呈现出密钥、明文与密文之间高度的敏感性,密文和明文之间的相关度极小等特点,从而起到有效防止密文对密钥和明文信息泄露的作用.     

交织多址接入系统定点Logistic交织序列生成算法

交织多址接入(interleave division multiple access, IDMA)技术作为典型的非正交多址接入技术,受到学术界和产业界的广泛关注。为降低IDMA系统多用户检测过程存储空间和计算复杂度,采用双极性化的定点Logistic序列与待(解)交织序列对应相乘方式完成(解)交织;同时,为降低任意量化比特长度的定点Logistic序列生成过程时延,采用现场可编程逻辑门阵列进行生成。利用Logistic系统李雅普诺夫指数,确定处于混沌状态的定点Logistic序列量化比特长度;基于平衡度和互相关门限,确定定点Logistic序列开始位置和初值;采用查表法构建非对称基本乘法器,并采用移位相加法计算总乘法器。仿真结果表明,所提算法可以充分利用Logistic序列混沌、平衡度、相关等特性,具有较好的误码率性能。     

基于Lorenz和CNN系统的数字签名研究

混沌序列具有对初始条件的敏感性和伪随机性,可用作高安全性的序列密码.文中提出了基于Lorenz混沌系统和四阶细胞神经网络（CNN）超混沌系统的数字签名方法,实现了对中文文档的数字签名.仿真结果表明,其具有很强的抗攻击性,而且计算量小,处理数据速度快,密钥取值范围广,具有广泛的应用前景.     

一种反馈-前馈结构的混沌流密码

提出了一种用一维分段线性映射迭代所产生的混沌序列驱动一维无限折叠映射所构成的反馈－前馈结构的混沌流密码体制。该密码体制借助于一维无限折叠映射所具有的无限混叠性质，将一维分段线性映射所产生的相空间分布简单的驱动序列，变换为在相空间上接近于均匀分布、序列相邻元素接近于统计独立的密钥序列，驱动序列和密钥序列间的依赖关系异常复杂且两者接近于统计独立。与传统的多次复合映射方法和量化方法相比，该密码体制具有构造简单、实现效率高的优点。     

基于混沌系统的RGB彩色图像三重置乱算法

针对传统混沌加密系统密钥空间小,序列复杂度不足以及加密系统单一的问题,提出一种新的基于混沌系统的彩色图像三重置乱加密算法。利用Logistic混沌序列对彩色图像各个像素点的三原色(red green blue,RGB)顺序进行置乱,应用Rabinovich超混沌系统产生的四维混沌序列中的一组序列对图像的像素点位置进行分块置乱,使用余下的3组序列分通道对图像离散小波变换后的低频系数进行置乱与扩散。该算法充分利用混沌序列特征,将传统混沌置乱加密方法改进,使彩色图像像素点在RGB 3个通道内进行置乱,并将扩散过程与离散小波变换紧密结合。通过实验仿真,对该算法的密钥空间、敏感度、抗统计攻击能力和抗差分攻击能力进行分析,结果表明,该算法能够安全有效地加密图像,保护图像信息安全。     

一个切换混沌系统的设计与FPGA实现

为克服低维混沌系统随机性差的问题,基于混沌的反控制理论,用反馈控制法构造了一个新的混沌系统,提出了一种组建自动切换混沌的新方法,从理论分析、计算机仿真和电路实验3个方面,对切换系统进行了分析,利用EDA(electronic design automatic)技术在FPGA(field programmable gate array)平台上实现了这个切换混沌系统,实验结果与理论分析、计算机仿真结果完全一致,证明了这个切换混沌系统是切实可行的。     

基于双耦合驱动模型的时空混沌流密码系统

为提高时空混沌流密码系统的抗误码能力,该文研究了这一系统的误码扩散特性,得到驱动序列中多个误码的扩散范围与系统参数的关系。提出一种基于双耦合驱动模型的时空混沌流密码系统,利用相互耦合的混沌系统生成驱动序列,并在接收端进行误码检测处理,对模型结构、误码检测、误码处理作了详细的设计,达到提高系统抗误码能力的目的。理论分析和仿真结果表明,该文提出的双耦合驱动模型可以显著地提高时空混沌流密码系统的抗误码能力。