基于Lorenz系统的自适应数字图像加密算法

提出了一种基于Lorenz混沌系统的自适应图像加密算法.首先利用Lorenz混沌系统对原始图像进行自适应置乱加密,然后利用改进的Lorenz系统混沌序列对图像进行替换加密.实验表明该算法安全性较高,具有较强的抵御穷举攻击、统计攻击能力.     

基于分块信息熵方差的图像置乱程度评估

将信息熵与图像的分块处理思想相结合,提出了一种基于分块信息熵方差的图像置乱程度评估方法.在详细阐述评估方法基本原理的基础上,通过仿真实验对同一图像基于Arnold变换的像素位置置乱、基于Logistic混沌映射的像素灰度值置乱及二者级联的像素位置与灰度值均置乱的3种图像置乱方式下的置乱程度进行评估和分析,并验证了所提方法的正确性与有效性.应用该方法进一步对多幅不同图像在同一加密算法下的密文图像的置乱程度进行评估,结果表明所提出的方法具有与原图像无关的特点,可以用于加密算法的安全性评估.文中方法原理简单,实现容易,且无需原图像参与,具有较好的实用性.     

基于Sprott-O混沌映射与Arnold变换的图像加解密算法

提出了一种新的基于Sprott-O混沌映射与Arnold变换的数字图像加密算法.算法利用Sprott-O混沌映射生成随机序列,将图像翻转、像素置乱与替代相结合,实现了图像的加解密过程.理论分析和仿真实验表明该算法实现简单,安全性高,密文对密钥很敏感,比仅对图像置乱加密更安全,加密效果理想.     

基于置乱、混淆与掩蔽规则融合3D混沌映射的图像加密算法研究

针对当前的3D混沌映射加密算法存在安全性不高,加密速度慢、密钥空间小以及不具备抗多种攻击能力等不足,设计了三个规则:置乱规则、混淆规则与掩蔽规则,提出了一种基于置乱、混淆与掩蔽三规则融合3D混沌映射的图像加密算法来解决上述问题。首先对初始图像的字节进行预置乱处理,得到位图图像;随后将其分成若干个小块,在置乱规则下迭代3D混沌映射得到一个二维数组,利用该数组选择像素块进行像素位置置乱操作;在混淆规则下迭代3D混沌映射得到一维伪随机数组,利用该数组对置乱后的像素块进行混淆操作;在掩蔽规则下再次迭代3D混沌映射得到三元序列,利用该序列对扩散后的像素块进行掩蔽处理。在MATLAB仿真软件中验证本文算法,结果显示该算法高度安全,密钥空间巨大,运行速度快。     

基于仿射模变换的图像分块均匀加密算法

从增大图像熵的角度引入均匀加密的思想,提出一种新的分块均匀图像加密算法。该算法对数字图像进行整体仿射模变换,对变换后的图像进行均匀分块,使每个分块图像内的像素充分扩散到其他各个图像块中实现位置分块均匀加密,最后在位置分块均匀加密的基础上应用改进的Logistic混沌映射实现像素值均匀加密。实验表明:该算法具有较强的抗穷举攻击、剪切攻击、加噪攻击的能力,具有较高的安全性。     

基于量子Logistic映射的小波域图像加密算法

为增强图像加密算法的安全性和高效性,基于量子Logistic混沌映射和二维离散小波变换,提出了一种结合置乱与扩散的自适应图像加密算法.首先,对图像进行离散小波分解,利用量子Logistic映射产生的随机序列对分解得到的低频子带系数进行排序,对改变后的小波系数分布结构做小波反变换,得到置乱图像;然后,提取新的混沌序列,逐一替换置乱图像的像素,与此同时扰动量子混沌系统完成像素的自适应替换,从而达到更好的扩散效果.实验结果与性能分析表明,该图像加密算法具有密钥空间大、安全性高和运算速度快等特点,并且加密图像灰度值的分布具有类随机的行为.     

基于TD-ERCS混沌系统的多级图像加密

提出了一种基于TD-ERCS混沌系统的多级混沌图像加密方案：利用TD-ERCS混沌系统生成多组离散混沌序列,选择一组生成地址索引表对像素地址进行全局置乱;以一定方式反复从余下几组混沌序列中选择一组,取其一个字节与置乱后图像进行像素灰度值加密操作直至所有像素点均被加密为止.实验结果表明,该方案较好地掩盖了加密前后图像之间的关系,对一些分析、攻击方法具有较高的安全性.     

伪DNA密码图像加密算法研究

针对现有基于DNA序列的图像加密算法实验环境要求苛刻、难于实现的不足,根据DNA加密的基本思想,提出了一种伪DNA密码图像加密算法。该算法首先利用二维Logistic混沌序列对原始图像进行位置置乱,打乱像素之间的分布规律;然后,将置乱图像转换为四进制序列,根据事先定义的编码规则采用动态DNA编码方法将四进制序列转换为DNA序列;利用三维Chen混沌系统产生与四进制序列相同大小的DNA序列,将四进制编码的DNA序列和三维Chen混沌系统生成的DNA序列按照DNA异或规则进行异或运算;最后,进行截取延长操作并进行DNA解码重组得到加密图像。实验结果表明,该算法不仅容易实现,而且加密速度快、安全性高,可用于军事、医疗、司法等涉及个人和单位隐私的数字图像的保密存储和网络传输。     

基于二维Logistic映射和二次剩余的图像加密算法

针对公共网络中数字图像的安全传播问题,提出了一种基于二维Logistic混沌映射和二次剩余的图像加密算法.该加密算法利用二维Logistic映射的优良随机性,对明文图像进行2次置乱,极大地改变了图像像素位置.然后把置乱图像展开成二进制序列,按照8位一组进行分块,再利用二次剩余密码体制对每个分块进行加密,有效地改变了明文图像的信息.最后,对该算法进行直方图分析、信息熵分析、密钥敏感性分析以及明文图像和密文图像的相关系数分析等仿真实验.实验表明该算法能抵抗统计攻击、信息熵攻击,是一种较安全的图像通信方式.     

基于二维Logistic映射和二次剩余的图像加密算法

针对公共网络中数字图像的安全传播问题,提出了一种基于二维Logistic混沌映射和二次剩余的图像加密算法.该加密算法利用二维Logistic映射的优良随机性,对明文图像进行2次置乱,极大地改变了图像像素位置.然后把置乱图像展开成二进制序列,按照8位一组进行分块,再利用二次剩余密码体制对每个分块进行加密,有效地改变了明文图像的信息.最后,对该算法进行直方图分析、信息熵分析、密钥敏感性分析以及明文图像和密文图像的相关系数分析等仿真实验.实验表明该算法能抵抗统计攻击、信息熵攻击,是一种较安全的图像通信方式.     

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。     

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;其次,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;再次,对彩色图像的红色(red, R)、绿色(green, G)和蓝色(blue, 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。     

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。     

一种基于矩阵变换的非对称图像加密算法

为提高图像数据的加解密速度与安全性,提出了一种新的非对称图像加密算法．算法原理是基于某种矩阵变换,使得原始图像每一分块像素及其频域产生置乱．具体实现上。首先利用矩阵变换产生密钥对;然后使用私钥对图像在变换域进行加密;最后接收方用公钥解密加密的图像．由于该算法是基于矩阵变换的,具有实现方便,加解密快速的特点;非对称的加密机制则使得数据加密更具安全性．同时,为了进一步提高矩阵变换的安全性,引入了第二种加密机制,将伪随机的高斯白噪声加载到变换矩阵上．分析表明。这种方法对于加密大容量数据尤其是数字图像特别有用．     

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.     

基于Arnold cat映射与ECC的图像加密方法

提出了一种基于Arnold cat映射以及椭圆曲线密码体制的图像加密算法.首先对图像用Arnold cat变换进行置乱,用Logistic混沌系统产生的整数序列替换Arnold cat变换的参数空间,从而抵制图像置乱部分的周期迭代攻击.再对图像像素依次用椭圆曲线加密体制进行加密,将置乱图像划分为大小相同的图像块,为每一图像块分配相同的密钥,在保证了安全性能的同时也大大提高了算法效率.理论分析和实验结果表明,该算法安全性能高,加密效果理想,是一种可靠的加密方法.     

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.     

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.     

混沌系统和移位寄存器相融合的图像安全分析算法

为了提高图像的安全性,针对传统图像分析算法存在抵抗攻击能力弱、密钥空间小等缺陷,提出一种混沌系统和移位寄存器相融合的图像安全分析算法.首先对图像安全进行分析,找到单移位寄存器和混沌系统存在的局限性;然后采用移位寄存器产生的序列确定混沌系统的初始值,通过不断迭代产生新的伪随机序列,并采用伪随机序列作为密钥流对图像进行加密操作;最后通过图像加密效果进行仿真验证和安全性分析.结果表明,该算法提高了图像加密系统的工作效率,可抵抗各种攻击,获得了较理想的图像加密效果,可以保证图像在网络上的安全传输.