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。     

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.     

一种图像加密算法的密码分析及其改进

本文通过对Eslamin和Bakhshandeh所提出的一种改进的基于全局置乱的图像加密算法进行密码分析,发现了该算法不能抵御选择明文攻击.通过选择明文攻击,动态加密选择明文图像,可以将明文图像的像素灰度值逐一恢复,最终得到完整的明文图像信息,成功破译了该算法.针对原加密算法的安全缺陷,笔者对该算法进行了改进.一个改进是设计置换过程的密钥流与明文图像内容相关,克服了原加密算法置换过程与明文图像无关的缺陷,从而可以抵御选择明文攻击、已知明文攻击.另一个改进是在扩散过程采用另一个斜帐篷映射生成密钥流,扩大了加密算法的密钥空间,使得加密算法更加安全.本文还对改进的加密算法的安全性进行了详细的实验分析,包括密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计分析、信息熵分析、差分攻击分析等.数值实验结果表明,本文提出的改进的图像加密算法比原加密算法更加安全有效.     

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。     

一种基于双混沌映射的DCT域图像加密算法

结合混沌序列易生成、对初始条件敏感、类似白噪声的统计特性等特点,提出一种基于双混沌的DCT域图像加密算法.算法先利用Arnold变换对图像8×8分块进行置乱,再由logistic映射对DCT分块内系数进行调制,最后对各调制DCT分块进行逆DCT变换即得到加密图像.实验表明该算法是安全、有效的,具有较好的加密效果.     

基于分类预测器及退化模型的图像超分辨率快速重建

对基于学习的领域嵌套超分辨率重建方法进行了有效改进,提出了一种基于分类预测器以及退化模型的图像超分辨率重建技术.首先,利用退化模型得到图像训练集,并基于邻域嵌套进行分块;其次,根据图像各自特点提取灰度和梯度特征,并进行特征融合,从而实现了训练过程中噪声信息的有效抑制及图像中边缘信息的锐化;然后,引入分类预测器的思想,设计了一种离线的分类预测器,对预测器进行离线训练,得出优化参数,从而大幅度减少了优化时间;最后,利用L2范数对低分辨率图像分块进行分类,将分块送入相应子预测器中进行快速超分辨率重建.实验结果表明,该算法具有良好的实时性和有效性.     

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.     

一种基于图像内容的自恢复水印算法

文章提出了基于嵌入式小波编码的图像自恢复脆弱水印算法,它利用零树结构对自身图像分块进行压缩编码,得到自相关数据,再进行分块置乱后嵌入到原灰度图像位平面编码的低两位。通过实验仿真证明该算法既能对篡改图像的恶意操作具有很强的识别能力,又能恢复出被篡改位置的真实图像内容。     

基于二次密钥加密的快速图像加密算法

为了确保图像信息能够在网络上安全传输,针对传统混沌加密算法安全性不高、计算复杂度太大、密钥随机性不高等缺陷,提出了一种基于二次密钥加密快速的图像加密算法。该算法结合耦合映像格子-S盒(CML-SBox)和对称矩阵变换(SMT)生成密钥流,通过SMT生成的初始密钥流组成两个一维数组对原图像像素进行置乱,然后用SBOX生成最终密钥流与分块后的图像像素进行异或,最后将后一块的密文与前一块的密文进行异或,从而达到扩散的目的。由于置乱和扩散分别用到的是初始密钥流和最终密钥流,而初始密钥流的计算复杂度明显比最终密钥流小,因此大大降低了算法的整体的计算复杂度。     

一种基于局部对比度的分块压缩感知多聚焦图像融合算法

提出了一种有效的基于局部对比度的分块压缩感知多聚焦图像融合算法。首先采用结构随机矩阵对源图像进行分块压缩测量,获得分块压缩测量值;其次,根据块局部对比度选择清晰的块进行初步融合;再通过多数滤波对初步融合结果进行一致性校验,得到最终的融合结果;最后,通过平滑投影Landweber算法(SPL)重构融合图像。实验结果表明,与目前基于BCS图像融合方法相比,本文所提方法对于多聚焦图像融合,在主观视觉感知以及客观定量指标如信息熵、互信息及平均梯度及算法运行效率等方面均有明显改进。     

基于嵌入式系统的室内人体跌倒行为检测方法的实现

提出了基于视觉和嵌入式系统来检测室内人体跌倒行为的方法,采用多线程算法进行图像采集和处理.运用基于简化高斯模型的自适应背景减除算法得到二值前景图像,并引入了形态学滤波,通过简化的目标宽高比算法判断人体跌倒行为是否发生,并进行虚报警判断.试验证明该系统的整体设计达到了实时性、准确性兼顾的特点.     

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,然后将Logistic混沌映射生成的参数与空间复杂的Chen超混沌映射结合,再对彩色图像R、G、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。     

基于SHA-1的加密算法

SHA-1算法是一种报文摘要算法,无法从该算法生成的报文摘要计算出输入的报文,也无法找到两个不同的可以生成相同报文摘要的报文。基于SHA-1的加密算法是对SHA-1算法进行了扩展。加密算法主要采用分块、并行、置换、查表、移位等技术使文件在SHA-1加密算法的基础上,更加安全。通过解密算法能够破解发送方传来的原文件。基于SHA-1算法的加密算法使文件传输更加安全可靠,实现了文件加密和解密以及数据没有被窃取的功能。     

一种面向无人机航拍图像的快速拼接算法

针对现有图像拼接方法对分辨率高、影像信息复杂的无人机航拍图像处理速度慢、匹配精度差的问题,提出一种面向无人机航拍图像的快速拼接算法。首先,利用FM(Fourier-Mellin)算法求出图像的重叠区域,并获取图像重叠区域内的感兴趣区域,结合区域分块以及图像信息熵得到最终的特征提取区域,设置为图像掩膜;接着,在特征提取区域提取特征点,并且对特征点匹配对进行两轮筛选,减少RANSAC算法迭代次数;最后用改进的RANSAC算法进行误匹配点对的剔除以筛选出准确度较高的匹配点对。比较该算法与其他算法的运行效率以及图像的拼接质量等相关指标。实验结果显示该算法较SURF、SIFT、区域分块算法,航拍图像拼接时间分别降低35%、56%、57%,满足航拍图像对拼接精度以及实时性的要求。     

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。     

一种基于Henon映射的图像加密算法的分析及改进

该文对一种基于Henon映射的快速图像加密算法进行了分析,指出该算法存在明文敏感性不足和像素点逐个处理的问题.进而提出了一种改进的图像加密算法.改进算法将原算法的单点链接方式变成双点链接方式,从而获得了更好的扩散效果和更高的计算效率.实验仿真结果表明,改进的算法在安全性和加解密速度方面均有更好的表现.     

—种基于Baker映射与时空混沌的图像加密算法

分析了Baker映射在图像加密中的局限性,在此基础上提出改进措施,即基于比特位的图像分块与置乱方法.将此改进方法与时空混沌相结合,提出了一种新的图像加密算法.在该算法中,时空混沌的状态值用于确定图像的分块规则和改变明文比特的值.利用密文反馈模型,确定时空混沌的迭代次数,动态生成时空混沌的状态序列,并通过时空混沌系统的迭代,扩大密文反馈的影响.因此,算法具有很好的混淆与扩散特性.仿真实验和对比分析均验证了该算法具有良好的安全性和应用前景.