像素位置与比特双重置乱的混沌图像加密算法

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。     

基于Logistic映射的多重图像加密技术

利用Logistic混沌序列的随机性、对初始条件敏感及迭代不重复的特性,对数字图像进行空域像素值扰乱和小波变换域系数位置置乱实现图像的多重加密。首先利用产生的混沌序列进行图像像素值的扰乱,然后利用扩散变换对像素值进一步扰乱,最后再产生一组混沌序列对小波系数进行位置置乱,并对置乱后的小波系数重构得到加密图像。实验证明:文中算法扰乱了图像的直方图分布,使得加密图像能够抵抗明文统计的攻击,且密钥空间大,具有很好的加密效果。     

基于四维混沌系统的数字图像加密

提出基于四维混沌系统的数字图像加密算法.利用四维混沌系统产生的伪随机序列,对数字图像像素值的二进制分块进行空间位置置乱.实验结果表明,该算法密钥空间大,具有好的置乱度,加密效果好,安全性高,可以有效防止统计攻击,并具有抗剪切、加噪等攻击的能力.     

基于超混沌系统伪随机序列的图像加密算法

基于超混沌系统产生的伪随机序列,提出了一种高效的图像加密算法.算法由置乱和扩散2个部分组成.首先,置乱过程利用超混沌系统产生的子序列排序实现图像逐行、逐列置乱;然后,利用2种新的扩散函数实现图像的2轮扩散加密.由于加密密钥序列与被处理图像相关,因此该算法能抵抗选择明文和已知明文攻击.实验结果和安全性分析表明该方案不仅能取得好的加密效果,而且具有快速的加密解密性能.     

基于改进Lorenz混沌系统的图像加密新算法

为了提高图像加密算法的加密安全性和抗攻击能力,提出一种基于改进Lorenz混沌系统的图像加密新算法。首先,将Lorenz系统中的1个非线性项用指数函数项与单变量2次平方项的和替代;然后,分析该改进Lorenz系统的动力学特性,证实其混沌特性;最后,利用该混沌映射生成分别用于置乱加密和替代加密的2组密钥序列,进行图像的加密和解密操作:在置乱加密阶段,将图像像素灰度进行升序排列,并与置乱加密密钥序列结合实现像素位置置乱;在替代加密阶段,采用密文反馈的加密方式修改像素灰度。研究结果表明:该算法能有效抵御选择明文攻击,密文图像像素具有类随机均匀分布特性,且相邻像素具有零相关特性,拥有192 bit的密钥空间且对密钥非常敏感。     

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.     

基于二维混沌系统的数字图像加密算法

提出一个新的二维离散混沌系统,用来产生两对不同的具有很好伪随机性的混沌序列,利用混沌序列优良的伪随机性对一个与加密图像同样大小的魔方矩阵进行置乱,用置乱后的魔方矩阵对原图进行置乱,再用另一个混沌序列对其灰度值进行扩散,从而将明文图像充分地置乱并改变其统计特性.计算模拟试验的结果证实了该加密方法具有较好的加密性能和抗攻击的鲁棒性.     

一种新的图像加密算法

图像的纯位置置乱惟一对应一个置换群元素和排列，基于此给出了一种基于混沌序列和全排列的图像置乱加密算法．首先，定义了置换群元素新的表示符号，用N进制计数法建立起了置换群元素与整数的一一对应；然后利用混沌序列随机选择置换元素对像素的位平面、图像的四叉树结构置乱．试验证实了该算法的有效性，并得到了较好的加密效果．     

基于分块置乱与扩散的分数阶混沌彩色图像加密算法

提出一种基于分块置乱与扩散的分数阶混沌彩色图像加密算法.首先,将彩色明文图像转换为由各基色分量组成的灰度图像,并将其划分成若干块;然后,利用Logistic映射产生的一组随机整数,对该灰度图像进行分块置乱,得到置乱后的彩色图像;最后,将置乱图像的每个基色分量均分成两个子块,并利用优化改进后的分数阶混沌序列,以并行方式对子块进行两轮像素值的改变及扩散操作,从而得到最终的加密图像.理论分析和实验结果表明,该算法具有加密速度快、安全性高、加解密效果好等优点,并能抵抗差分攻击、统计攻击和选择密文攻击等.     

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.     

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.     

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.     

一种基于广义Chen''''s混沌系统的图像加密新算法

根据高雏混沌系统具有更高安全性的特点，提出一种基于三雏Chen’s混沌系统的数字图像加密新算法，通过王乱图像像素的空间位王和改变像素值来混淆密文图像和明文图像之间的关系。利用Chen’s混沌系统的二雏序列王乱图像像素的空间位王；然后，由Chen’s混沌系统输出的三雏混沌序列得到适合灰度图像或真彩色图像加密的密钥序列，利用混沌密钥序列对王乱图像进行遂像素加密。研究结果表明，该算法具有良好的像素值混淆、扩散性能和较大抵抗强力攻击的密钥空间，加密图像像素值具有类随机均匀分布特性，且相邻像素值具有零相关特性，所提出的方案具有较高安全性。     

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。     

一种位置置乱和交叉换位相结合的图像加密算法

提出了一种基于位置置乱和交叉换位相结合的加密算法,该算法首先利用新构造的位置置乱方法将二维矩阵中行和列映射到一维向量中,然后将一维向量中的亮度值转换为8位二进制数,按照交叉换位的方式将8位二进制数进行位置转换;最后交叉换位之后的8位二进制数重新组合成新的亮度值,同时将一维向量按顺序扫描方式还原成二维图像(图像大小可根据实际加密需要而定)。另外本文还将此构造的新算法扩展到彩色图像R、G、B三个分量中,实现了基于彩色图像像素位置和亮度值双重置乱效果。实验结果表明:该算法具有密钥空间大,加密后的图像直方图分布具有白噪声的特性,而且图像相邻像素的相关性更小,这样大大提高了抵抗不法攻击的能力,增加了图像的安全性。     

一种混沌系统图像全局置乱算法

利用混沌序列的易生成性、对初始条件强敏感性、类随机性以及整体的伪白噪声统计特性,提出了一种基于混沌系统的图像全局置乱算法.通过对矩阵中的单个图像元素置乱,形成图像置乱矩阵,并同时随机改变了图像的灰度值,具有良好的置乱效果.同时,该算法时间性能较好,而全局置乱矩阵的行和列的像素都显示出排列的强不规则性,因此,该混沌图像全局置乱算法具有较好的安全性.实验结果表明了本算法的正确性.