基于混沌映射的一种交替结构图像加密算法

将分组密码学中的交替结构首先引入到基于混沌映射的图像加密系统中．采用广义猫映射进行像素的置换和扩散，将单向耦合映射格子用于像素替代，两种操作交替执行．在每一轮加密中，通过简单的密钥扩展产生两种子密钥，分别用于不同的混沌映射，密钥长度随加密轮数而变化．解密的算法结构与加密结构相同，仅需按倒序输入解密密钥．安全性分析表明，该加密算法对密钥十分敏感，对多种攻击手段都具有较好的免疫性，执行速率高且代码紧凑，适用于各种软、硬件的图像加密平台．     

基于三维Arnold变换的图像加密算法

基于三维Arnold变换,提出了新的数字图像加密算法。首先利用采用一雏分段线性混沌系统产生一次一密的密钥,然后利用三维Arnold变换对图像进行置乱。这种置乱是依赖于密钥的。进行通过一种依赖于密钥的替代和混淆使置乱后图像的像素灰度值改变并产生互相依赖,即将每一像素值扩散到其它像素中去。实验仿真和分析表明,该算法密钥空间大,算法易于实现,能抵抗差分攻击、统计分析和明文攻击。     

一种基于Arnold变换的图像Hash算法

提出一种基于Arnold变换的图像hash算法。算法首先将原始图像经过Arnold置乱变换得到加密图像,然后将原始图像与加密图像的差值矩阵由若干混沌序列生成的伪随机矩阵进行调制,最后将调制后的结果矩阵进行量化判决以产生固定长度的图像Hash序列。仿真结果表明,该算法对JPEG压缩、低通滤波、图像缩放等操作有一定的鲁棒性。     

一个新型流密码体制的安全性分析

分析了一个新型流密码体制——COSvd（2，128）的安全性．COSvd（2，128）使用了钟控非线性反馈移位寄存器（NLFSR）和由混沌序列控制的S-盒，设计者声称COSvd（2，128）能够抵抗已知的任何攻击．然而，分析表明，该流密码体制的S-盒设计存在严重漏洞，它所产生密钥流的字节分布严重不均衡，在一些很重要的广播加密场合，这一漏洞会导致成功概率很高的唯密文攻击；此外，该流密码体制的其他构件的设计也存在许多漏洞，根据这些漏洞提出了一个分别征服攻击，该攻击能够从O（2^26）字节的已知明文恢复出COSvd（2，128）的所有密钥，其成功概率可达93．4597％，复杂度为O（2^113），显然这种攻击的复杂度大大低于穷搜索的复杂度2^512．     

低轮Camellia的碰撞攻击

Camellia是欧洲密码大计划NESSIE的最终获胜者, 首先构造了Camellia的4轮区分器, 然后利用这些区分器和碰撞搜索技术分析Camellia的安全性. 在密钥长度为128比特的情况下, 攻击6轮Camellia的数据复杂度小于2¹⁰个选择明文, 时间复杂度小于2¹⁵次加密; 攻击7轮Camellia的数据复杂度小于2¹²个选择明文, 时间复杂度小于2^54.5次加密; 攻击8轮Camellia的数据复杂度小于2¹³个选择明文, 时间复杂度小于2^112.1次加密; 攻击9轮Camellia的数据复杂度小于2^113.6个选择明文, 时间复杂度小于2¹²¹次加密. 在密钥长度为192/256比特的情况下, 攻击8轮Camellia的数据复杂度小于2¹³个选择明文, 时间复杂度小于2^111.1次加密; 攻击9轮Camellia的数据复杂度小于2¹³个选择明文, 时间复杂度小于2^175.6次加密; 攻击10轮Camellia的数据复杂度小于2¹⁴个选择明文, 时间复杂度小于2^239.9次加密. 结果显示碰撞攻击是目前对低轮Camellia最有效的攻击方法.     

基于DNA技术的非对称加密与签名方法

结合现代基因工程技术和密码学技术设计了一个非对称加密与签名系统DNA-PKC,这是在生物密码研究领域的初步探索.类似于传统的公钥密码,DNA-PKC的密钥由加密钥和解密钥组成,加密者之间互相不能解密,只有解密钥的拥有者才能解密所有密文.不同于传统的公钥密码,DNA-PKC的密钥与密文均为生物分子实物,在应用协议等方面具有不同的要求.在安全性方面,DNA-PKC主要依赖于生物学问题而不是传统的计算困难问题,因而对未来的量子计算机的攻击免疫.     

基于DWT和DCT数字图像鲁棒水印算法

基于离散小波变换和离散余弦变换,利用混沌系统的优良特性,提出一种新的变换域水印算法.水印嵌入时,首先将宿主图像进行小波变换后选取中频区域,再进行DCT变换,根据水印图像大小进行分块嵌入水印算法在保证不可见性的前提下,最大程度的保证了水印算法的鲁棒性.仿真实验表明,算法在多种攻击下表现出良好的鲁棒性,具有一定的实用意义.     

一种高定位精度的安全JPEG图像认证水印算法

分析讨论了现有的JPEG图像认证水印算法存在的定位精度低和安全性差等问题，并实现了对现有认证水印算法的两种伪造攻击．在此基础上，提出了一种高定位精度的安全JPEG图像认证水印算法，推导给出了该算法在一般区域篡改和拼贴攻击下的篡改检测概率和虚警概率，该算法对每个图像块固定选取4个中频系数嵌入水印并利用剩余的DCT系数生成4比特水印信息，然后基于不同密钥分别选取每比特水印信息嵌入的图像块，使得每个图像块的4位水印随机嵌入在不同图像块对应的中频系数中，认证时根据图像块提取出的4比特水印信息并结合其九邻域判定该图像块内容是否被篡改．理论分析和实验结果表明：该算法不仅具有精确的篡改定位精度，而且具有很高的安全性和抵抗拼贴攻击的能力。     

基于等效信道的物理层认证和密钥分发机制

现有基于无线信道特征的物理层安全方法通过检测发送方的导频信号实现身份认证，易出现漏检．本文提出基于等效信道的物理层认证及密钥分发机制，利用多个时隙的信道特征对任意密钥进行加密传输建立等效信道，将信道特征的差异映射为传输畸变．依据密钥传输的正确性判断收发两端信道特征互信息的大小，从而在完成密钥的分发的同时实现发端身份认证．分析及仿真说明该机制密钥分发性能与现有方法相当，同时可以在不同空域信道相关性很强的情况下识别出窃听者的攻击．     

一种基于SPIHT编码过程的图像选择加密算法

在深入研究多级树集合分裂编码（SPIHT）的基础上提出了一种安全高效的图像加密算法。首先,重点分析了SPIHT的码流结构以及各部分数据对解码的影响,确定了重要数据并对其进行加密。其次,改变加密层数K控制加密强度,从而进一步提高了加密效率。最后,在对LIS扫描过程中引入了混乱机制,降低了码流相关性,使得算法更加安全。实验表明：该算法安全性高,加密速度快,仅需加密原图数据量的2．3％左右便可以达到很好的加密效果,满足格式兼容性要求并且能够适应网络实时传输。     

基于DWT-CT的遥感影像数字水印方案

提出一种基于DCT和DWT的遥感影像数字水印方案。首先对水印图像进行Arnold置乱预处理,以破坏像素之间的空间相关性,增强算法鲁棒性;鉴于小波变换良好的局部性和时频分析特性以及多分辨率分析特性,而离散余弦变换具有较好的聚能效应,算法将载体遥感影像进行DWT变换,并选取其子带图像HLl进行DCT变换;最后自适应的将数字水印嵌入所选子块的DC系数上。实验证明本文算法有效提高了水印的不可见性,对JEPG压缩、滤波和叠加噪声等攻击具有较好的鲁棒性。     

基于最优小波包分解的图像隐写通用检测

基于图像最优小波包分解,提出了一类具有较高检测正确率的信息隐写通用型检测方法.首先基于Shannon熵计算信息代价函数,对图像进行最优小波包分解,并从分解得到的子带系数以及图像像素中提取直方图特征函数多阶绝对矩作为特征,然后对提取的特征进行预处理并设计BP神经网络分类器进行分类.针对不同的背景和应用环境,文中给出了3种不同的检测算法.针对LSB、PMK、LTSB、Jsteg、F5及JPHide等典型隐写算法的实验表明:此方法相比现有的典型通用检测方法,正确检测率提高约6.4%～15.4%,且具有更好的通用性,并可为设计基于最优小波包分解的模式识别和分类算法提供参考.     

顾及大坝位移残差序列混沌效应的GA-BP预测模型

针对大坝观测数据常规模型训练后的残差混沌效应及模型回归方法的拟合度等问题,文中融合遗传算法与神经网络的数据训练优势,通过构建的遗传神经网络(GA-BP)算法对大坝变形观测序列资料进行回归提取残差序列.基于位移回归残差序列的混沌特性,利用混沌理论对其残差序列进行数值分析,并将残差预测结果与GA-BP预测模型进行叠加.据此,提出了考虑大坝变形残差序列混沌效应的GA-BP监控预测模型.实例表明,文中建立的预测模型的计算精度及收敛速度均得到提高,且考虑残差影响的大坝监控模型的预测效果得到了有效的提升.该模型的建模方法亦可推广应用于边坡及其他水工建筑物的安全预警.     

基于自适应尺度的遥感影像渐进配准

图像配准是遥感图像处理中的基本问题.本文针对多源多时相遥感影像的特点,提出了一种基于自适应尺度的渐进配准方法,在从粗到细的迭代配准过程中,可以通过上一次配准结果的几何定位误差来确定本次匹配的尺度,并按该尺度提取特征角点和特征邻域进行匹配,与常规金字塔渐进配准方法相比,减少了匹配次数,提高了配准效率.另外,特征提取和匹配过程中提出一种基于Harris-Laplace算法和相位相关算法的遥感影像配准算法,利用Harris-Laplace角点代替原始图像,能够综合区域和特征的优点,对亚像元偏移、旋转、尺度变化具有不变性,同时对对比度和灰度的变化不敏感,具有很强的抗噪性.在特征检测和匹配的过程中采用限定搜索区域、抽稀角点等多种优化策略来提高算法的性能.实验证明,算法具有很好的精度,对几何攻击具有很好的鲁棒性,该算法已经应用于CBERS-02B星3级数据的批量自动化生产,具有很好的应用效果.     

Harris Laplace特征区域 Contourlet域遥感图像水印算法

针对现有遥感图像水印算法抵抗旋转、剪切、水平镜像及联合几何攻击能力差的问题,提出一种局部化遥感图像数字水印新方法.算法首先对水印图像进行 Arnold置乱预处理,并将其行扫描形成一维向量作为待嵌入的水印信息;在宿主遥感图像中提取 Harris Laplace特征点,依据特征点确定水印嵌入特征区域;规范所选特征区域,对其进行归一化后实施 Contourlet变换,利用奇偶量化方法将数字水印嵌入选定的变换系数内.实验证明算法对滤波、噪声、JEPG压缩等常规信号处理具备较好鲁棒性,并且能够更好地抵抗旋转、缩放、平移及其联合等几何攻击     

基于互信息熵差测度的医学图像自动优化分割

分割问题是医学图像处理领域的热点和难点之一. 特别是如何自动确定图像中分类类数（NC）以及如何对含有病灶的医学图像进行分割这两个问题一直未能得到很好的解决. 因此, 提出一种基于互信息熵差（dMI）测度的模糊交叉分割算法（DDC）. 实验结果表明, dMI揭示了分割图像与原图像的内在联系, 因而得以有效地确定NC, 而DDC算法对含有不同病灶的不同模式的医学图像能够进行自动优化分割.     

基于相空间重构和Volterra的非线性寒区气温预测方法

对寒区冬季气温时间序列的混沌特性及其应用技术进行了研究.先通过0-1混沌测试法确定寒区冬季气温时间序列具有混沌特性,然后通过相空间重构,分别利用C-C算法和G-P算法确定延迟时间和嵌入维数.在此基础上,提出了一种相空间重构和Volterra滤波的寒区冬季气温预测方法.实例分析表明,提出的预测方法在预测精度、预测误差、预测效果方面均优于常见模型,证明该预测方法是可行和有效的.     

Contourlet域的灰度水印技术研究

为了提高水印算法的鲁棒性和安全性,提出一种基于Contourlet域的双重置乱灰度图像水印算法.首先对灰度水印图像进行Arnold变换和Baker映射双重置乱处理,提高水印安全性;然后将宿主图像进行Contourlet分解为一系列多尺度、局部化、方向性的子带图像,最后选择Contourlet低频系数嵌入水印,并采用明提取的方法获取水印.实验结果表明,该算法能有效的抵抗JPEG压缩、噪声、剪裁等攻击,具有较好的不可见性和更强的稳健性.     

基于Smith-Waterman算法的并行分而治之生物序列比对算法

生物序列比对是生物信息学中最常见的问题之一, 基于动态规划思想的Smith-Waterman算法是序列比对中最基本的算法. 然而现有的并行Smith-Waterman算法都需要庞大的内存, 且无法处理大规模的数据串, 随着生物数据的急剧增长, 这些并行算法对内存空间的需求已成为需要迫切解决的问题. 由此提出一种并行生物序列比对算法, PSW-DC算法, 该算法采用分而治之的方法把query序列划分为若干片段, 并分配给相应的各个处理器, 而后并行地按Smith-Waterman算法与目标(subject)序列进行比对, 再通过按一定规则的扩展过程求取序列的优化匹配. 与其他并行算法相比, 该算法有效地降低了内存空间的需求, 并实现了对大规模数据串的并行处理. 为实现该算法, 给出了一种称作C&;E的拓展规则及实现方法. 且该方法已经在实际系统中得到实现.     

嫦娥一号月面成像的高次函数形变模型匹配及超分辨率重建

分析了起伏地形在星载三线阵像机不同传感器上成像的形变模式. 针对嫦娥一号探月卫星2C级月面成像, 提出了在运动方向上用二次函数表示图像形变的线阵立体像机图像匹配方法. 用该匹配方法与标准相关方法相结合完成了嫦娥一号卫星成像的下视图与前视图、后视图的精确配准, 基于非均匀样本小波插值的超分辨率重建算法实现了嫦娥一号卫星月面图像的超分辨率重建, 增加了图像的可识别目标, 充分挖掘了嫦娥一号卫星的图像信息.