基于位平面置乱和灰度值双向扩散的图像加密算法

提出一种基于位平面置乱和灰度值扩散的图像加密算法.对灰度图像高四位比特位平面分别用不同参数的Arnold映射进行置乱,低四位的比特位平面则保持不变.利用分段线性混沌映射产生伪随机的灰度值序列对置乱后的图像进行一个双向灰度值的扩散.通过高四位比特位平面的置乱和灰度值的双向扩散,使密文图像和明文图像的各种统计特性有了显著的差别,取得很好的加密效果.论文对加密算法的安全性进行了详细的分析,包括密钥敏感性分析、密钥空间分析、统计分析、差分攻击分析,信息熵分析等.数值实验结果表明,本文的图像加密算法具有密钥空间大、密钥敏感性强、可以抵抗统计分析攻击、蛮力攻击、差分攻击等优良特性.     

基于标准映射和分数阶Lorenz混沌系统的图像加密新算法

提出一种基于标准映射和分数阶Lorenz混沌系统的图像加密新算法.标准映射的混沌特性分析表明其具有良好的遍历性,分数阶Lorenz混沌系统的复杂度分析显示分数阶混沌系统比整数阶混沌系统具有更复杂的空间结构和更优的混沌特性.图像加密算法采用置乱-扩散机制,置乱阶段采用由标准映射产生的随机序列对明文图像的像素位置进行置乱,在扩散阶段则采用整数阶和分数阶混沌系统相结合的方式对置乱后的图像进行扩散.关于本文所提出算法的安全性能分析包括密钥空间分析、密钥敏感分析、统计分析和差分攻击分析等分别被提出.所有的实验分析均表明提出算法具有非常强的鲁棒性,具有密钥空间大、密钥极端地依赖于明文、可以抵抗已知\选择明文攻击和选择密文攻击等,从而该算法具有较高的安全性和良好的应用前景.     

基于密钥流缓冲区和DNA动态编码的图像加密算法

数字图像的安全性传输是研究热点问题．针对现有基于DNA序列的图像加密算法中密钥对明文敏感性不足的问题,提出了一种基于密钥流缓冲区和DNA动态编码的图像加密算法．首先,利用混沌系统产生伪随机序列对明文图像实现全局置乱;然后,通过PWLCM混沌系统初始化密钥流缓冲区,根据明文像素值选择密钥,对置乱图像进行DNA动态编码;最后,对编码后的密文序列再进行一轮扩散操作．仿真结果表明,该算法在置乱度、密钥空间、抵御差分攻击和统计攻击等方面均具有良好的效果．     

基于多维混沌组合的图像加密算法

提出了一种基于多维混沌组合的图像加密算法.该算法引入初始置乱过程,增强了算法的安全性;并在加密过程中引入扩散机制,增强了对选择明文攻击的抵抗能力.理论分析和仿真实验表明该算法具有足够的密钥空间,可以抵御强力攻击;密文图像对初始密钥具有强敏感性;密文图像相邻像素间满足零相关性,所以该加密系统具有较高的安全性.     

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.     

一种基于猫映射和伯努利移位映射的图像加密算法

本文提出了一种基于混沌映射的图像加密算法,采用置乱-扩散的机制对图像进行加密.在置乱阶段,先将大小为M×N的8比特灰度图像拉伸为大小M×2N的4比特灰度图像,然后将4比特灰度图像中k×k的小块作为一个单元,利用混沌伪随机序列进行置乱.为了达到更好的加密效果,笔者对置乱后的图像进行了两轮扩散.对该加密算法进行了安全性能分析,包括直方图分析,相邻像素相关性分析,信息熵分析,密钥敏感性分析,密钥空间分析以及差分攻击分析等.数值实验表明该算法是一种有效的图像加密算法,在图像信息安全方面具有一定的应用价值.     

基于Logistic-Sine-Cosine映射的图像加密算法

为了提高数字图像加密的速度和算法的安全性,提出了基于Fridrich框架的加密算法。通过Fisher-Yates变换置乱原始图像打破像素间的强相关性,再利用滤波器在RGB平面上进行滤波得到密文。Logistic-Sine-Cosine复合混沌系统具有良好的混沌特性,且时间复杂度低。密钥由输入参数和明文的SHA-512值共同决定,对明文高度敏感。二维滤波器扩散效果良好,其滤波器模板由明文和密钥决定并引入了伪随机像素值,在提升扩散效果的同时增强了系统抗差分攻击的能力。仿真结果表明,密文图像像素分布近似均匀、像素关联性弱、密钥空间足够大、密钥敏感性高,能够有效抵抗暴力、裁剪、差分等常见攻击,具有较高的安全性,且算法时间复杂度较低。     

基于超混沌AES图像加密算法

为提高图像加密算法的安全性能, 提出了一种改进的AES（Advanced Encryption Standard）超混沌加密算法。该算法根据超混沌系统产生的混沌序列进行排列组成S盒, 对明文图像做像素值替换;利用加入外部密钥的混沌序列分别对图像像素点进行行、 列位置置乱, 并对加密算法的安全性能进行了深入分析。仿真实验结果表明, 该算法具有更高的系统安全性, 不仅具有较大的密钥空间和较高的密钥敏感性, 而且能有效抵抗统计攻击和差分攻击等。     

混淆和扩散相结合的图像混沌加密方法

为了提高算法抵御统计分析和差分攻击的能力,提出一种改进的基于混沌的图像加密算法。首先将原图像做分块处理;然后采用基于位运算的像素混淆算法对图像块进行处理,使每个分块图像内的所有像素充分扩散到其他各个图像块中,有效地削弱了图像相邻像素相关性。最后采用像素扩散操作能有效提高算法抵御已知明文攻击的能力。实验结果表明,该算法不仅密钥敏感性强,而且比均匀置乱和二维混沌加密算法具有更强的抵御差分攻击的能力。     

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Hopfield网络的彩色图像混沌加密算法

一般混沌图像加密, 都是对图像的整体像素置乱处理, 其抵抗明文攻击能力较差。为此, 提出基于离散Hopfield神经网络的彩色图象混沌加密算法。该算法采用自治三维混沌系统对彩色图像单像素比特位进行加密操作, 通过利用三维混沌序列的其中一维置乱图像R\,G\,B分量的像素位置, 用另外两维序列设置置乱每个像素比特位的权值和阈值, 从而改变彩色图像各分量像素的位置和像素值, 达到有效加密的效果。理论分析和实验结果表明, 该单像素加密算法可有效抵抗差分攻击, 使反馈密文提高了像素置乱效果, 并具有良好的加密效果和保密性。     

对一种五维混沌图像加密算法的破译与改进

根据选择明文攻击原理,对一种基于五维混沌系统的图像加密算法进行了分析,结果表明该算法不能抵抗选择明文攻击,进而提出了一种基于五维混沌系统的图像加密改进算法,并对改进算法进行了安全性分析和实验测试.理论分析及实验结果表明,改进算法不仅克服了原算法不能抵御选择明文攻击的缺陷,且在相邻像素相关性、信息熵和密钥空间等方面具有更好的密码学特性.     

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.     

像素位置与比特双重置乱的混沌图像加密算法简

分析当前流行的一类基于混沌序列置乱像素位置和像素值加密的混沌算法的安全性的不足,提出了一种抗选择明（密）文攻击的图像加密新算法。采用Kent混沌系统,根据明文像素值的特征和输入的密钥共同产生混沌系统的参数和预迭代次数,首先用混沌序列实现图像像素位置的全局置乱;其次,用另一个混沌序列实现对图像像素值中0、1比特位置乱。混沌序列的产生都与图像本身的内容自适应。仿真实验结果表明,该算法既克服了以往算法不能抵抗选择明（密）文攻击的缺陷,又具有良好的图像加密性能。     

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。     

基于CNN超混沌的视频加密新算法

针对视频数据实时性高,数据量大等特点,提出了一种基于细胞神经网络的视频加密新算法.该算法以五维CNN作为密钥源,根据明文视频帧的尺寸和明文视频帧本身来选择加密密钥,依据扩散思想,对视频进行加密处理.该算法加/解密速度快,可对任何格式的视频数据实现保密通信,具备通用性,且密钥敏感性和明文敏感性强,密钥空间大,可有效抵抗穷举攻击、统计分析攻击、已知明文攻击、选择明文攻击和密文攻击,安全性更高,具有一定的实用价值.     

组合混沌系统的图像加密算法

为有效保证图像的安全性,针对目前图像加密算法存在的不足,设计一种基于组合混沌系统的图像加密算法.先采用Logistic混沌系统对原始明文图像进行置乱处理,实现图像的像素位置置乱,并对置乱处理后的图像进行分块处理;再采用Henon混沌系统对分块处理后的图像像素进行加密操作,实现对像素值的置乱.用仿真实验对图像加密性能进行测试的结果表明,用该算法加密后,相邻像素相关性较小,具有可靠的传输安全性,实现了图像信息的加密,并增加了密钥空间,提高了图像的各种抗攻击能力.