混沌掩码融合频谱分割拼接的多图像一次同步加密机制研究

为了解决当前多图像加密机制存在串扰效应以及密文失真等难题,提出了混沌掩码融合频谱分割拼接的多图像并行加密机制。引入频谱切割拼接技术,将多个明文压缩成一个混合频谱图像,以压缩数据量,提高运行效率。设计率失真控制优化技术,嵌入到频谱切割拼接机制中,优化失真值,控制图像压缩,减少失真度;再利用2D Logistic混沌映射对混合频谱进行置乱;结合混沌相位掩码,构造混沌变换函数,对置乱频谱进行双重加密。仿真实验结果表明:加密机制高度安全;密文频谱分布均匀,且具有优异的加密质量与强烈的密钥敏感性能,密文与明文间的均方误差非常高,而信噪比很低;且密文解密质量优异,有效消除了串扰效应。     

基于分数阶logistic映射与随机变换的双图像加密算法

为了实现对两幅图像进行同步安全加密,提高密文在网络传输中的抗攻击能力,提出了基于离散分数阶logistic映射与混沌随机变换的双图像加密算法.将分数阶理论引入到Logistic映射,建立了离散分数阶Logistic映射,设置不同的初始条件,通过对其迭代,输出两个随机序列,对输入明文进行置乱,混淆像素位置;并将其中一个置乱图像进行编码,获取纯相位掩码,联合另外一个置乱图像,输出复合明文信号;随后,再次迭代离散分数阶Logistic映射,将其输出的两个混沌序列转变为矩阵,通过设计相位掩码函数,得到两个混沌掩码;最后,基于混沌分数阶随机变换,构建了加密函数,输出合成密文.实验结果显示:本算法可对多幅图像进行同步加密,具有较高的安全性.     

双随机相位编码光学加密系统的安全性分析

阐述了双随机相位编码技术以及常见的攻击方式,分析了双随机相位编码光学加密系统的安全性。结果表明,双随机相位编码光学加密系统能很好地抵抗暴力攻击,但在已知明文攻击、选择明文攻击、唯密文攻击下可以获得加密系统的密钥,存在巨大的安全隐患。     

基于混沌映射组合的高效图像加密新算法

提出了一种结合Logistic映射和标准混沌映射的混沌图像加密算法．由Logistic映射和标准混沌映射产生的混沌序列生成中间密钥,利用像素密文输出控制后继明文的加密密钥生成,使密文对明文具有敏感性．仿真结果表明,该密码系统的时间开销很小;密钥空间足以抵抗强力攻击;密文对明文或初始密钥的任何微小变化均有强烈敏感性;密文分布均匀,相邻像素满足零相关性．故该密码系统具有高安全性．     

基于多混沌和分数Fourier的光学图像加密算法

针对双随机相位编码光学图像加密系统的非线性不足和密钥空间小的问题,提出一种基于多混沌和分数Fourier变换的光学图像加密算法.首先,迭代分数阶Chen混沌系统生成三组混沌序列,分别置乱明文图像的三基色分量以减小图像像素相关性.然后,利用量子细胞神经网络超混沌系统调制随机相位模板,以其复杂的非线性动力学特征弥补双随机相位编码系统非线性不足的缺陷.其次,通过使用分数阶混沌、超混沌系统和二维分数Fourier变换使加密算法的密钥空间达到了2~(765).最后,密钥敏感性测试、相关性分析、已知明文攻击、噪声攻击和剪切攻击等实验表明本算法具有密钥敏感性强、密文图像像素相关性低和抗攻击性强的优点.     

基于超混沌与圆锥曲线的混合加密算法

为解决数据安全问题,通过对超混沌加密与圆锥曲线加密算法进行研究,设计了一种基于超混沌与圆锥曲线的混合加密算法。首先运用两个超混沌系统产生一个无关联性的超混沌序列,然后将明文与超混沌序列执行异或操作实现首次加密,再将加密后的密文作为圆锥曲线加密的明文进行二次加密。通过实验对比分析可知,一方面该算法具有密钥空间大、密文统计特性良好、密钥敏感性高的优点;另一方面经过双重加密后的明文与密文之间没有直接联系,无法通过选择特殊的明文、密文对的办法破解密钥序列,且算法中的非线性运算,能抵御选择明文攻击,可见提高了算法安全性。     

基于二维广义Logistic映射和反馈输出的图像加密算法

提出一个利用广义Logistic映射构造的二维非线性混沌映射,采用相图、分岔图分析方法,研究该混沌映射的非线性动态特性;利用该二维混沌方程生成混沌序列,将混沌序列进行优化改进,生成密钥序列;采用输出反馈的加密方式,改变图像的像素,达到加密的目的。实验仿真结果表明:该加密算法对明文和密文都非常敏感,混沌序列的选择极其敏感地依赖于明文,有效地提高了抵御选择明文攻击的能力;密文图像信息熵为7.974 3,接近理想值8.000 0,因而加密图像像素具有类随机均匀分布特性;加密图像和明文图像之间的相关性非常小,相邻像素具有零相关特性,而且密钥空间达到299 bit,加密方法大大改变了明文图像的像素,使得密文能够抵御统计攻击;本算法有很高的安全性,具有良好的加密效果。     

基于多维混沌组合的图像加密算法

提出了一种基于多维混沌组合的图像加密算法.该算法引入初始置乱过程,增强了算法的安全性;并在加密过程中引入扩散机制,增强了对选择明文攻击的抵抗能力.理论分析和仿真实验表明该算法具有足够的密钥空间,可以抵御强力攻击;密文图像对初始密钥具有强敏感性;密文图像相邻像素间满足零相关性,所以该加密系统具有较高的安全性.     

基于多混沌映射的信息加密算法

为了增强混沌加密的安全性,提出一种基于多个混沌离散映射的动态加密算法.该算法使用了两个混沌级联子系统.子系统由简单混沌映射构成,其输出与明文相加取模后生成密文,而且子系统的迭代次数呈动态变化,提高了密文的不可预测性.仿真实验和安全性分析表明,该算法的密钥空间大,对明文和密钥敏感,能够有效地抵抗利用统计特性、差分特性和相空间重构进行的攻击.     

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。     

基于小波和分数阶傅里叶变换的混沌图像加密

为了进一步提高加密效果和效率,本文提出一种基于小波分解和分数阶傅里叶变换的混沌图像加密方法。加密过程包括三个步骤:首先利用混沌序列对图像进行像素值扰乱;然后进行小波分解并提取出低频分量,对其进行分数阶傅里叶变换;最后进行混沌置乱得到最终加密图像。仿真结果表明该方法能够成功实现图像的加密和解密,具有很好的加密效果和安全性。     

结合混沌的虚拟光学成像加密系统性能分析

针对虚拟光学成像系统中随机模板的安全性,提出了基于混沌的改进算法。引入混沌系统来构建随机模板,借助于混沌系统的非线性、伪随机、对初值高度敏感等特性提高算法的安全性。对混沌系统的选取和混沌输出序列的预处理进行了详细的讨论。并且在虚拟环境下对明文和随机模板在透镜前的干涉过程引入权重因子,进一步提高算法的复杂度。最后,对结合混沌的虚拟光学成像加密系统从统计分析,密钥敏感性,密钥空间等方面进行了全面的安全性讨论。理论分析和数值仿真表明,结合混沌后的加密系统具有较高的安全性。     

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。     

基于离散余弦变换的盲水印算法研究

基于离散余弦变换(DCT)方法对水印算法进行了研究,提出一种新的将水印嵌入到分块DCT相位成分的盲水印算法.引入了局部峰值信噪比来确保嵌入水印的不可见性,同时根据混沌系统对初始条件极度敏感的特点,以一维混沌映射的初始条件作为密钥,由产生的混沌序列来确定水印嵌入的子块位置,进而提高算法的安全性.仿真结果表明:采用该算法实现的水印对常见的处理和几何变换具有很好的鲁棒性.     

Standard映射及其三维扩展在多媒体加密中的应用

混沌映射因为初值敏感性、参数敏感性、遍历性和类随机性的特点,很适合用于信息加密.离散化后的混沌映射与扩散机构相结合,与传统的密码算法相比,加解密速度更快,能够满足实时性要求.与Baker和Cat映射相比,Standard映射具有更大的密钥空间,更适合于信息加密.因此将其扩展到三维空间,构造了基于离散Standard映射的多媒体加密方案,分析了Standard映射的参数敏感性,给出了置乱循环次数和扩散函数的选择方法.实验结果表明,算法具有较高的安全性和较快的加解密速度,适合于多媒体数据,如图像、视频、多波段图像等的加密.     

基于连续混沌系统多轨道混合的图像加密算法

论文提出一种基于连续混沌系统的多轨道混合的图像加密算法,其中使用的连续混沌系统是一个四维常微分方程组.利用该四维常微分方程组系统的混沌特性,给定两个初始状态值,用四阶龙格库塔方法数值求解生成两条轨道,借助一个离散混沌动力系统帐篷映射生成随机序列来选择轨道点,生成一个混合轨道,并对轨道进行预处理,生成具有更好随机性的整数序列,用于灰度图像的置乱和扩散加密.论文对加密算法的安全性和各种性能进行了实验模拟和分析,包括了直方图、相关系数、信息熵、密钥敏感分析、密钥空间分析和差分分析等.实验结果证明算法是安全有效的,各种性能指标均很好,达到理想的结果.     

基于离散阵列广义同步的彩色图像加密算法

为设计出具有较高安全性能的图像算法,提出了一种基于离散阵列广义同步系统的彩色图像加密算法。首先利用离散阵列广义同步定理,在3D-Lorenz映射的基础上构造了一个具有16×16×6的阵列广义同步系统。其次,结合二维离散分数阶傅里叶变换设计了一种彩色图像加密算法。该算法对像素矩阵进行了新混沌序列的位置变换,提高了密钥空间。加密算法的密钥敏感性、直方图和信息熵的仿真实验表明:该加密算法安全性高,能够达到较好的加解密效果。     

采用变形分数傅立叶变换的光学图像加密

针对如何在双随机编码中提高加密图像的保密性能,提出了一种新的光学图像加密方法,采用变形分数傅立叶变换的光学结构来完成对图像的加密和解密。其显著特点是在解密时采用了便于光学实现的非负阶次的分数傅立叶变换,能够使加密系统有6个以上的加密自由度,并能增加加密密钥的数量。仿真结果表明:分数阶作为加密密钥的鲁棒性好,被加密图像的保密性能得到提高。     

基于三维分段Sine映射的彩色图像加密

Sine映射因其结构简单、传输效率高,被广泛运用在图像加密领域, 但从安全应用的角度看,Sine映射也存在Lyapunov指数过小,概率密度分布不均匀等缺点. 为了克服这些固有缺点,本文提出了参数耦合分段Sine映射,并以此为基本单元构造了一个三维混沌模型. 基于此三维混沌模型提出了一种新的彩色图像加密算法. 在加密算法中,利用该模型输出的3个伪随机序列分别构造两个初等变换矩阵,对彩色图像的RGB信息进行置乱操作;然后再从模型中提取状态值构造整数序列,对置乱后得图像进行扩散操作,最后产生密文图像. 仿真实验及性能分析表明,该方案安全可靠,能够有效满足图像在网络中安全传输的需求.