Rijndael算法三级子流水线结构的FPGA实现

提出了基于FPGA的Rijndael算法三级子流水线结构的设计方案,并在CycloneII系列FPGA芯片上实现,占用逻辑单元11 840余个.在三个时钟周期内完成一轮变换,与在一个时钟周期内完成一轮变换相比,提高了运算速度.该方案适用于加密、解密和密钥编排算法.该流水线结构由数据运算模块、密钥编排模块和输入输出模块组成,给出了各模块的硬件实现框图.数据运算模块完成各轮变换,密钥编排模块产生各轮变换所需要的轮密钥,输入输出模块主要完成数据输入输出格式变换.     

基于双混沌映射与神经网络的加密人脸识别鲁棒性算法研究

针对传统人脸识别的安全性问题提出了一种基于双混沌映射与神经网络的加密人脸识别鲁棒算法.首先利用Logistic与Henon混沌映射产生密钥,其次利用密钥在DWT-DCT变换域内加密人脸图像,结合PCA与神经网络实现对加密人脸的识别,最后进行常规攻击、几何攻击和遮挡攻击来测试其鲁棒性.实验结果表明,该算法具有良好的加密效果与鲁棒性.     

一种新的混沌分组密码算法

提出了一种新的分组密码算法,该算法把128比特的明文加密为128比特的密文.算法的密钥由128位的比特流K和Logistic映射的初值x0两部分组成.整个加密过程包含了一个初始变换、8个轮变换和最后的一个输出变换.每一轮使用一个128比特的轮密钥K(r)来加密上一轮的输入C(r-1),并把输出反馈到下一轮的输入.所有的轮密钥都是由128位的比特流K和由Logistic映射产生的128比特随机二进制序列导出.理论与实验分析表明该算法克服了一些纯混沌密码系统的固有缺陷,具有较高的性能.     

基于时钟变换的复合混沌图像加密研究

为解决一维混沌加密系统密钥空间和安全性差等问题,提出了一种基于时钟变换的复合混沌图像加密方法。该算法使用分段线性混沌映射,k阶Chebychev映射以及一维Logistic
映射相复合的方式产生像素位置置乱矩阵和像素值变换矩阵。利用系统时钟变化法,随机改变复合混沌系统的多级初始参数,从而提高了图像信息传输的安全性,达到了近似“一次一密”的安全思想。采用MatLab7.0仿真实现。结果表明,该算法具有良好的加密效果且密钥空间较大。     

Rijndael算法三级子流水线结构的FPGA实现

提出了基于FPGA的Rijndael算法三级子流水线结构的设计方案,并在CycloneII系列FPGA芯片上实现,占用逻辑单元11840余个。在三个时钟周期内完成一轮变换,与在一个时钟周期内完成一轮变换相比,提高了运算速度。该方案适用于加密、解密和密钥编排算法。该流水线结构由数据运算模块、密钥编排模块和输入输出模块组成,给出了各模块的硬件实现框图。数据运算模块完成各轮变换,密钥编排模块产生各轮变换所需要的轮密钥,输入输出模块主要完成数据输入输出格式变换。     

一种AES-CCM128bit硬件加密器的优化设计

介绍了一种基于FPGA的AES-CCM 128bit硬件加密器的优化设计方法.阐述了AES(高级加密标准)算法以及CCM工作模式,分析了AES算法的轮变换结构,并提出S-hox查表结构和MixColumns(列混合运算)的VHDL语言程序设计思想.建立了ExpandedKey(密钥扩展运算)的数学模型,概括出AES算法的硬件实现方法,使得每一轮的轮变换与密钥扩展运算并行执行,以提高AES的加密速度.CCM工作模式结合了CTR与CBC-MAC工作模式,其加密明文或解密密文时都使用AES加密运算,这样解密过程就避免了繁杂的AES的直接解密运算.CCM模式下的简化加密协议,使用两个AES加密内核并行执行CTR与CBC-MAC工作模式以提高该模式下的加密解密速度.     

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Logistic映射的分组密码算法研究及其应用

针对传统分组加密算法仅仅依赖于算法设计 ,初始密钥始终不变的不足 ,提出利用Logistic映射改进分组密码算法的思想 .实现了基于混沌序列的DES算法 ,先用Logistic映射定时迭代产生的伪随机序列 ,然后经过变换后作为DES算法的密钥 ,使其分组加密算法得密钥也处于不断的变化之中 ,从而提高加密强度 .并给出了改进算法加密图像数据的应用实例 ,分析比较了改进后的算法和传统分组密码算法在安全性和抗破译性方面的性能 .     

一种基于斜帐篷映射的混沌加密方法

提出一种基于斜帐篷映射的混沌加密方法,该算法在加密过程中,借助明文信息和外部密钥动态地修改查询表,每加密一个明文,都更新一次查询表,通过斜帐篷映射借助动态查询表动态地生成8位子密钥,密钥为斜帐篷映射的初始条件x0、控制参数p和一个外部密钥K.理论分析和仿真实验表明,该算法能有效地抵抗统计攻击、差分攻击,具有较高的安全性.     

基于整数变换的加密图像可逆信息隐藏算法

兼顾嵌入容量和算法安全性,提出了一种基于整数变换的加密图像可逆信息隐藏算法。内容所有者利用变换密钥,选取相应的两相邻像素为一组进行整数变换。变换后的像素组受该整数变换特性的约束,使得其中任意一个最低有效位(LSB Least Significant Bit)被替换后,仍能恢复出原始像素组。因此,信息隐藏者可根据相同的密钥找到加密图像中已进行变换的像素组,利用嵌入密钥替换对应像素的LSB完成隐秘信息可逆嵌入。只有同时拥有变换密钥和嵌入密钥,才能正确提取嵌入信息;只有同时拥有变换密钥及加密密钥,才能恢复出原图像,所以算法安全性较高。实验结果表明,该算法能够有效地在加密域中直接进行信息的嵌入及提取,并在解密后无损地恢复出原图像;而且该算法的嵌入率可高达0.47 bpp(bit per pixel)。     

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。     

混沌线程池与GPU优化的批量图像加密算法

数据量大且冗余度高是数字图像显著的特征,这对大批量图像快速实时加密提出了挑战。为了解决此问题,基于Lorenz混沌加密技术,设计了一种采用线程池与图形处理器(graphics processing unit,GPU)组合优化的批量图像加密算法。该算法通过线程池改进图像的读写,并进行图像镜像变换;利用Lorenz混沌系统生成加密序列,结合图像分块混沌序列进行加密;然后对批量图像数据进行打包,通过GPU进行大批量的异步计算;最后重组图像矩阵得到批量加密图像。实验测试表明,该算法能够有效抵御常见的攻击手段,经过性能优化后的批量数字图像加密算法,可以保证图像安全性;同时,在批量图像读取速率和加解密处理效率方面有显著的提高。     

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.     

基于置乱扩散同步实现的图像加密算法

基于数字图像加密设计的两个基本原则是置乱和扩散,一般的算法针对于图像分别单独进行置乱和扩散,而本文提出一种两者相结合同步实现加密的算法.先利用一维Ulam-von Neuman映射来控制二维Logistic映射产生两个混沌序列;再将产生的序列作用于原图像,对图像按照某种扫描方式,在每一个像素点上,每完成一次置乱,紧接着进行一次扩散,直到整个图像加密完成.仿真实验表明,与单独置乱扩散的图像加密算法比较,该算法有很大的密钥空间、很高的安全性、很快的加密速度和很强的鲁棒性.     

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。     

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.     

循环椭圆曲线耦合一致分布混沌映射的混合图像加密算法研究

由于当前的Logistic混沌映射无法满足一致分布,且在混沌区域存在空白窗口,使得混沌区域较小,在利用该映射加密图像时,导致了较小的密钥空间,降低了加密系统的安全性。因此,定义了一个循环椭圆曲线,设计了一致分布Logistic混沌映射和伪随机混合密钥流生成器,再根据混沌方程与循环椭圆曲线,构造一个加密函数,提出了循环椭圆曲线与一致分布Logistic混沌映射相融合的图像加密算法。首先,根据一致分布Logistic混沌映射和256位的外部密钥以反馈模式生成初始密钥流;然后利用循环椭圆曲线产生的伪随机位序列混合初始密钥流,得到伪随机混合加密数据流;最后根据加密函数对图像进行加密。借助MATLAB仿真平台,对算法及其他几种加密系统进行了对比仿真分析。结果表明:与当前的Logistic映射相比,设计的混沌映射具有更好的一致分布行为;与其他几种加密算法相比,具有更好的加密质量;且密钥空间巨大。     

基于五维超混沌的全球信息栅格图像加密算法

为解决全球信息栅格的网络数据的安全问题,提出新的基于五维超混沌系统的图像加密算法,给出全球信息栅格通信体系的基于超混沌的图像加密方案.对生成的两个超混沌序列进行预处理,并置乱图像的像素位置.最后,选择一个混沌序列进行预处理后对图像像素值加密,以改变灰度值.仿真分析结果表明,该加密算法密钥空间大,密钥选择敏感,具有很高的...