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.     

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。     

基于耦合的Henon和Sine映射及彩色图像加密

针对现有混沌映射模型的混沌空间小及混沌能力弱的问题,本文通过耦合二维Henon混沌映射模型和Sine混沌映射模型,设计了一种新的二维混沌映射模型,通过耦合Sine混沌映射模型和Logistic混沌映射模型,设计了一种新的一维混沌映射模型。针对使用单一置乱方法进行图像加密时安全性能不高的问题,本文通过使用Lorenz映射设计了一种随机选择置乱算法的方法。使用本文设计的两种混沌映射及置乱选择方法,提出一种彩色图像加密方案。仿真实验结果表明,该方法具有较大的置乱范围、较高的安全性和良好的图像加密效果,对常见的攻击有较强的抵抗力,且易于实现。     

基于量子Logistic映射的小波域图像加密算法

为增强图像加密算法的安全性和高效性,基于量子Logistic混沌映射和二维离散小波变换,提出了一种结合置乱与扩散的自适应图像加密算法.首先,对图像进行离散小波分解,利用量子Logistic映射产生的随机序列对分解得到的低频子带系数进行排序,对改变后的小波系数分布结构做小波反变换,得到置乱图像;然后,提取新的混沌序列,逐一替换置乱图像的像素,与此同时扰动量子混沌系统完成像素的自适应替换,从而达到更好的扩散效果.实验结果与性能分析表明,该图像加密算法具有密钥空间大、安全性高和运算速度快等特点,并且加密图像灰度值的分布具有类随机的行为.     

基于SHA-256和DNA序列的彩色二维码混沌加密方法

为解决彩色二维码易伪造、易携带病毒、抗攻击能力弱等问题,提出一种彩色二维码混沌加密方法.该方法利用Lorenz混沌系统产生索引置乱二维码像素值,采用SHA-256生成加密密钥及Lorenz混沌系统初始值.用DNA序列置换像素值矩阵,将RGB灰度矩阵合成为加密彩色二维码.对该方法的密钥空间、密钥灵敏度、信息熵、抗差分攻击、抗统计攻击和相关性进行了实验验证和分析.实验结果表明,该方法具有较好的伪随机性、防伪造性和抗攻击性.     

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.     

改进的置乱扩散同步实现的图像加密算法

为改善图像加密算法对初始密钥的依赖性,提高算法的抗穷举攻击、抗统计分析攻击和抗差分攻击等性能,提出了一种改进的置乱扩散同步实现的图像加密算法,用于加密矩形灰度图像.先按照某种扫描模式重排图像像素,然后选用成对的Logistic映射产生的混沌序列作用于明文图像;最后,采用基于Chebyshev-Logistic混沌序列控制的一种明密文双向结合的扩散方式,对置乱后的图像进行扩散.为评价该算法的性能,做了密钥空间分析,统计直方图分析,相邻像素相关性分析,信息熵测试,以及扩散性测试等大量的仿真实验.仿真实验表明,该算法扩展了密钥空间,对密钥初始值有超强的依赖性,提高了密文图像的抗穷举攻击、统计分析攻击和差分攻击的能力.     

S盒变换规则融合雅克比椭圆混沌映射的图像加密算法研究

由于当前的基于混沌映射的图像加密算法存在瞬态效应,且在像素扩散阶段都没有使用完整的随机密码序列,从而降低了加密系统的安全性,无法抵御各类明文与密文攻击。对此,设计了一个完整的随机密码序列和新的雅克比椭圆映射,并定义了一个S盒变换规则;构造了预混淆-混淆-扩散结构,提出了S盒变换规则耦合雅克比椭圆混沌映射的图像加密算法。首先利用S盒变换规则对初始图像进行预混淆;再根据Logistic混沌映射与代数变换模型所生成的外部密钥迭代雅克比椭圆混沌映射,以消除瞬态效应;改变初始外部密钥,再次迭代雅克比椭圆混沌映射,用序列修正函数对迭代得到的伪随机序列进行修正,产生的新序列在混淆机制下改变预混淆图像像素值;根据密钥流机制和新序列来设计一个完整的随机密码序列,对混淆像素进行扩散。在MATLAB仿真平台上测试结果表明:该算法高度安全,拥有很强的密钥敏感性,密钥空间巨大。     

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。     

基于时空二维混沌序列的变参数混沌加密算法

提出一种基于时空二维混沌序列的可变参数混沌加密体制. 首先采用单向耦合映象格子模型产生时空混沌二值序列, 并对序列进行各项性能分析, 证明混沌序列具有良好的伪随机性. 其次, 采用一种新的变参数混沌加密算法, 将生成的时空混沌二值序列作为原始密钥, 并通过随机改变混沌加密系统的初始参数、 迭代次数及系统参数, 实现了变参数的加密过程. 实验结果表明, 该混沌加密系统中参数的随机变化, 增 加了混沌序列的复杂度和长周期性, 具有加密速度快、 安全性高的优点.     

—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.     

一种混沌序列产生及加密方法

介绍一个混沌二值序列产生和实验的软件平台,利用3种混沌动力学模型,即一阶时延模型、Logistic模型和Lorenz模型产生加密序列,并结合Shanon的“一次一密”思想,建立一种基于混沌映射的“分组密码密钥空间拓展”理论,很好地解决DES加密算法密钥空间小的问题,实现了一种混沌的DES变形密码算法．     

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。     

一种结合Cat和Logistic映射的混沌加密算法

为了使混沌加密算法具有较高安全性的同时又有较好的运算效率,提出了一种利用Cat映射与Logistic映射作为2个混沌发生器,通过正逆序迭代产生的混沌序列对明文进行加密.结果分析显示该算法具有较好的加密强度;对比基于Lorenz系统的混沌加密算法,该算法具有较好的运算效率.解决了低维混沌序列保密性不够和高维混沌系统加密速率慢的缺点.     

基于二维可逆非线性映射的图像加密算法

根据一类二维可逆非线性映射具有单值确定的逆、本质非线性以及运算简单等适合构造密码算法的特点,提出适用于图像加密的新算法.将图像分成若干块,每块采用二维可逆非线性映射对各像素点的灰度值进行链式循环迭代,二维非线性映射的参数与迭代次数由一维混沌映射产生.克服了序列密码中存在的错误扩散问题,解决了由计算机精度引起的解密失败难题.安全性与复杂度的理论分析和仿真结果表明:该算法具有很高的密码学强度,简单、快速,特别适合于大数据量的图像加密工作.     

一种基于混沌序列的加密算法

提出一种基于数字化混沌密码系统的改进算法．通过m序列随机改变混沌映射的参数克服混沌序列的有限状态问题．为了进一步提高输出混沌序列的随机统计特性，利用选择判据引入m序列的随机扰动，使混沌序列不断在各个子空间转换．经过扰动函数的输出混沌序列均匀分布在整个状态空间中．这种加密算法克服了有限精度的缺点，使输出序列的周期增大并可以度量．该方法可以产生具有良好统计特性的密钥流，便于软硬件实现．     

基于广义Henon映射以及CNN超混沌系统图像加密方案

基于广义五阶Henon映射以及五阶细胞神经网络系统所产生的超混沌现象,设计了图像加密方案.首先利用五阶Henon映射产生超混沌序列X,将其作为细胞神经网络系统的初始条件,再产生另一超混沌序列Y,随机序列Y和原始图像经过变换生成密文图像.在此基础上进行了模拟仿真实验,并对图像密文熵、相关性和直方图以及密钥空间和敏感性等统计特性进行分析,结果表明:该算法图像加密抗攻击性强,安全性好,适于在网络中传播.     

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。