基于密文索引的空管敏感信息检索方法

密文索引方法最基本的思想是将数据库中的字符数据映射并调整为索引值,并将SQL语句转换为可以作用于索引属性列的形式。这种方法可以提高空管数据库系统中对加密字符数据内容的检索效率,并确保空管数据库系统的安全性。提出一种索引生成算法,并应用空管数据库系统的一个案例分析实现这种方法。最后完成两个实验,实验一设计了冲突检测算法,通过分析冲突概率,可以得出应用密文索引方法进行SQL查询时的效率提高方式;实验二验证了密文索引方法对SQL查询效率的提升效果。     

字符型密码随机加密与解密算法的设计与实现

为防止网络应用系统中字符型密码被非法用户通过“跑字典”破译,并能为网络用户找回丢失的密码,同时也为远程访问数据库做数据同步提供便利,提出一种对字符型密码采用线性随机加密与解密的算法.该算法中的加密参数随机生成,并在密文结构中采用了随机混淆手段,对同一明文可产生不同的密文,且算法可逆.通过JavaScript语言实现了该算法,验证了该算法的可行性和有效性.     

安全的LZW编码算法及其在GIF图像加密中的应用

提出了一种安全的LZW编码算法——SLZW。该算法在改进的LZW编码过程中嵌入加密,从而能够同时完成压缩和加密。SLZW编码利用动态Huffman树作为LZW的字典,并且通过耦合映像格子(CML)产生的密钥流对字典的构建和更新进行控制,编码输出进一步和密钥流进行异或后产生密文。并且,该算法被应用于GIF图像加密中,实验结果和分析表明,该算法不仅具有较好的安全性,同时也将标准LZW算法的压缩效率提高了10%左右,具有广泛的实用性。     

一种字符型数据加密算法研究

针对字符型数据的加密提出一种利用对偶编码函数实现对数据库中的字符型数据进行加密的方法,通过对数据库中字符型的关键信息进行对偶编码,在改进的关系中存储加密后数据和增加存储特征值字段,在查询中利用两阶段查询算法实现对加密数据的查询。实验结果表明,这种算法对字符型数据的加密存储具有良好的安全性,对加密数据的查询具有高效的性能,并且算法实现简单。     

一种时空混沌的图像密码

针对现有算法的一些不足,结合Arnold映射和耦合映射格（CML）设计了一种新的图像加密算法,将密文反馈机制引入算法的像素值加密过程中,使密钥流的生成不仅与密钥相关,而且与明文相关,可有效抵抗选择明文攻击和选择密文攻击;另外,由于加密过程将置换和替代（像素值加密）多轮使用,乘积密码的优点得以体现,这就使等效密钥分析很难奏效。最后通过实验验证了算法的安全性和有效性。     

通信网络数据云存储数据库可验证密文检索研究

云端数据加密在保障数据安全的同时,也给数据检索工作带来了困难.为此,提出一种通信网络数据云存储数据库可验证密文检索方法.首先分析云存储数据库加密形式,选取字符型数据作为加密检索对象;然后预处理字符型数据,建立密文索引结构,再对用户检索词进行处理,包括去停用词、查询切分、查询扩展、检索词加密等过程,最后通过计算密文检索词...     

基于最佳桶划分策略的密文索引技术

在过去的几十年中,人们一直为寻求适用于数据库系统且安全高效的数据加密方法而努力,取得了一些研究成果,但到目前为止仍然没有解决加密后秘密查询命中率低、后处理代价大和密文索引安全性差的问题.本文将视图安全的判定条件k-匿名引入到了对密文索引列安全性的判定中,并针对由于构建密文索引而造成的信息泄露问题,提出了通过构造哈希函数和对多敏感属性统一进行桶划分并建立密文索引两种解决方案.最后提出了一种最佳桶划分策略,在桶划分子区间数目根据安全要求被限定的情况下,利用该桶划分算法建立密文索引可获得最优的查询命中率,从而平衡了密文索引的安全性和查询效率的问题.     

RSA公钥密码体制在数字签名中的应用

RSA的安全基于大数分解的难度，其公开密钥和私人密钥是一对大素数的函数，从一个公开密钥和密文中恢复出明文的难度等价于分解两个大素数之积。鉴于这种特性，利用RSA公钥密码体制可在电子商务中实现数据的加密和数字签名。文中介绍了RSA体制的算法过程及RSA体制在加密和数字签名中的应用，分析了RSA实现的效率和安全性。由此可见，RSA体制能很好地实现数字签名的功能，并得到了广泛应用。     

JPEG比特流加密域大容量可逆数据隐藏

兼顾加密JPEG图像的隐藏容量和安全性,提出一种JPEG比特流加密域可逆数据隐藏新方法。该算法设计了一种块间置乱与块内加密相结合的JPEG比特流加密方法,不仅实现对图像块的伪随机置乱,还实现了熵编码块的霍夫曼编码和扩展位的全加密,降低信息泄露可能性的同时,提高了算法抵抗唯密文攻击的能力。同时,该算法生成的加密JPEG比特流与JPEG解码标准兼容,解码得到的加密图像类似随机噪声且与原始图像大小相同,所有图像块熵编码都可以用来隐藏附加信息,有效解决了隐藏容量与安全性之间的矛盾。对比分析了算法的安全性、文件大小和隐藏容量等性能。实验仿真结果表明本文算法能有效抵抗唯密文攻击,隐藏容量是现有最新同类算法的4倍以上。     

基于明文长度的椭圆曲线密码密文构建方法

针对存储椭圆曲线密码加密生成的密文与明文相比需要的存储空间较多的问题,提出了一种基于明文长度的构建椭圆曲线密码密文的方法。首先,该方法通过分析椭圆曲线密码加密运算流程,推导出明文椭圆曲线点的数量决定存储密文椭圆曲线点需要的存储空间。其次,该方法融合明文分割和明文组合的加密模式,建立了信息加密模型;在建立的模型中针对明文分割和明文组合信息加密模式,设计出能够生成最小数量明文椭圆曲线点的明文分割算法和明文组合算法。最后,该方法计算出存储密文椭圆曲线点需要的存储空间,并通过分析决定存储空间需求的影响因素,给出减少生成密文椭圆曲线点数量的解决途径。分析和示例计算表明,与加密单个字符方式相比,应用基于明文分割信息加密模式,存储密文椭圆曲线点占用的存储空间减少了88.2%;应用基于明文组合信息加密模式,存储密文椭圆曲线点占用的存储空间减少了90.2%。研究结果表明,提出的加密方法能够有效地减少生成密文椭圆曲线点的数量,降低存储密文椭圆曲线点对硬件存储空间的需求。     

混沌系统和DNA编码的并行遥感图像加密算法

目的 针对传统基于混沌系统的图像加密算法在加密遥感图像时存在速度差、安全性不足等问题,提出一种混沌系统和脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid,DNA）编码的并行遥感图像加密算法,提升图像加密的效率和安全性。方法 利用明文图像的安全散列算法256（secure Hash algorithm 256,SHA-256）哈希值修改混沌系统的参数和初始值,提高算法的明文敏感性,并通过2维Hénon-Sine映射置乱图像,打乱像素之间的分布规律;然后利用图形处理器（graphics processing unit,GPU）并行计算密钥序列,缩短加密时间,通过选择多个高维混沌系统和修改混沌系统初始值确保密钥序列的随机性;最后利用密钥序列和GPU对图像进行DNA并行加密,得到最终的密文图像。在DNA并行加密过程中,生成一种DNA-S盒,对DNA编码进行非线性替换。结果 在遥感图像以及普通彩色图像上的仿真实验和安全性分析结果表明,本文算法在加密遥感图像上速度达到80 Mbit/s以上,密钥空间大于10²⁰⁰,信息熵趋近于8,密文图像直方图平坦均匀,且通过了美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology,NIST）随机测试以及卡方检验;与其他算法相比,本文算法在密钥空间、相邻像素相关性、像素改变率（number of changing pixel rate,NPCR）、统一平均变化强度（unified averaged changed intensity,UACI）和信息熵等评价指标上更接近理想值。结论 本文算法在大幅提升加密速度的同时,保证算法足够安全,能够抵抗各种攻击,适合遥感图像以及大容量图像的保密存储和网络传输。     

几种典型视频加密算法的性能评价

视频加密对于保护视频数据的安全具有重要作用。将已有的几种典型MPEG视频加密算法，根据加密过程与压缩编码过程的关系不同，分为4类：完全加密算法，部分加密算法，DCT系数加密算法和熵编码过程加密算法，并从算法的安全性、压缩比、计算复杂度和可操作性几个方面对算法的性能分别做了评价，给出了理论分析和实验结果；结合各类算法的特点，指出了它们各自适应的应用场合。     

基于感兴趣区域的H.264视频加密算法

为了解决现有的基于H.264的加密算法无法满足安全性和加密效率之间较好折衷的问题,提出两种基于感兴趣区域的H.264加密算法,将感兴趣区域的提取和基于熵编码的H.264加密算法相结合,只对提取出来的感兴趣区域进行加密.设计了一种基于人脸检测的加密算法,并通过修改模式选择算法,去掉了使得非人脸区域参考人脸区域的帧间宏块预测类型,解决了由帧间预测引起的人脸加密区域变形的问题.将运动对象的检测与提取和H.264的编码过程结合,设计了一种基于运动对象检测的H.264加密算法.实验结果表明,这两种加密算法能够在不降低算法安全性的情况下获得安全性和加密效率之间的较好折衷,可以满足实时应用的需求.     

基于四叉树的多媒体安全编码方案

由于图像、音频、视频等媒体数据具有数据量大，实时性要求高等特点，这对于加密算法也提出了相应的要求，而且由于采用传统的基于数论的加密算法对数据完全加密不能满足实时性要求，因此产生了对部分加密算法的研究，但这些算法也不能完全保证数据格式不变和压缩比不变等更高的要求；如果将压缩编码和加密过程相结合，则既能满足实时性要求，又能保持数据格式不变。鉴于四叉树结构常被应用于图像编码中，为此提出了两种四叉树置乱算法，并将其用于四叉树编码、小波零树编码、基于四叉树的分形编码等图像和视频编码中。理论分析和实验结果表明，由于这些算法将加密与编码过程相结合，因此具有以下优点：具有较高的安全性，且加密效果好；不仅能保持编码格式不变，而且便于对数据的直接操作；既能保持压缩比不变，又不增加额外数据；具有较快速度，能满足实时性要求等。     

基于分支混淆算法的隐私数据库自适应加密方法

为有效降低隐私数据库中数据泄露的可能性,进一步提高数据安全性,本文设计一种基于分支混淆算法的隐私数据库自适应加密方法。在收集应用程序对数据库的请求内容的基础上,利用分支混淆算法对隐私数据库内数据的特征进行分类,并选取朴素贝叶斯分类器对数据库内混淆点实施分类,从而确定数据库中数据的字段类型,基于此,针对不同字段类型数据选取相应加密算法。其中,数值类型数据采用保序加密算法,等值比较类型数据采用等值加密算法,文本类型数据采用分词辅助索引加密算法。在加密数值型、时间类型、字符型字段的同时,保留偏序特性和可检索特性。实验结果表明提出的方法可实现对隐私数据库内不同字段类型数据的有效加密,且加密所需的时间开销较小,安全性高。     

FaceEncAuth：基于FaceNet和国密算法的人脸识别隐私安全方案

人脸识别中,人脸特征作为生物特征的一种,具有唯一性、不可撤销性,一旦遭到攻击、篡改或泄露,用户隐私安全将面临巨大威胁。针对这一问题,提出一种基于深度学习和加密算法的人脸识别隐私安全方案。该方案中,利用FaceNet深度学习算法来高效提取人脸特征,协调生物特征模糊性与密码系统的精确性,采用CKKS全同态加密算法进行人脸识别密文域的运算,通过国密SM4算法增强人脸特征密文抵抗恶意攻击的能力,利用其对称密码的性质兼顾了安全性和运算效率,而SM9非对称密码算法则用于SM4算法对称密钥的管理。实验结果及分析表明,该方案在不影响人脸识别准确率、效率的前提下提高了数据传输、存储和比对的安全性。     

基于BRLWE的物联网后量子加密技术研究

随着量子计算机的发展,现有的公钥加密体系无法保障物联网通信的安全性。后量子加密算法所基于的数学难题目前还不能被量子计算机攻破,因此具备良好的抗量子安全性,尤其是基于格的公钥密码体制,有望成为下一代公钥加密体系的主流。然而,后量子加密算法存在计算量大、存储空间大等问题,如果将其直接应用于物联网终端的轻量级设备中,会降低物联网环境的通信效率。为了更好地保护物联网通信安全,保障物联网通信效率,提出了Sym-BRLWE(symmetrical binary RLWE)后量子加密算法。该算法在基于二进制环上容错学习(BRLWE,binary ring-learning with errors)问题的加密算法的基础上,改进了离散均匀分布上的随机数选取方式和多项式乘法的计算方式,从而满足物联网通信的效率要求,增加了加密安全性防护性措施以保证算法在取得高效率的同时具有高安全性,更加适应于物联网轻量设备。安全性分析表明,Sym-BRLWE加密算法具有高安全性,从理论上能够抵抗格攻击、时序攻击、简单能量分析和差分能量分析;仿真实验结果表明,Sym-BRLWE加密算法具有通信效率高的优势,加密解密效率高且密钥尺寸小,在模拟8 bit微型设备的二进制运算环境下,选择140 bit的抗量子安全级别参数时,相较于其他已有的基于BRLWE的加密算法,同等加密条件下Sym-BRLWE加密算法能够在加密总时间上减少30%~40%。     

A Novel Internet of Medical Thing Cryptosystem Based on Jigsaw Transformation and Ikeda Chaotic Map

Image encryption has attracted much interest as a robust security solution for preventing unauthorized access to critical image data. Medical picture encryption is a crucial step in many cloud-based and healthcare applications. In this study, a strong cryptosystem based on a 2D chaotic map and Jigsaw transformation is presented for the encryption of medical photos in private Internet of Medical Things (IoMT) and cloud storage. A disorganized three-dimensional map is the foundation of the proposed cipher. The dispersion of pixel values and the permutation of their places in this map are accomplished using a nonlinear encoding process. The suggested cryptosystem enhances the security of the delivered medical images by performing many operations. To validate the efficiency of the recommended cryptosystem, various medical image kinds are used, each with its unique characteristics. Several measures are used to evaluate the proposed cryptosystem, which all support its robust security. The simulation results confirm the supplied cryptosystem’s secrecy. Furthermore, it provides strong robustness and suggested protection standards for cloud service applications, healthcare, and IoMT. It is seen that the proposed 3D chaotic cryptosystem obtains an average entropy of 7.9998, which is near its most excellent value of 8, and a typical NPCR value of 99.62%, which is also near its extreme value of 99.60%. Moreover, the recommended cryptosystem outperforms conventional security systems across the test assessment criteria.     

基于压缩感知和DNA编码的图像加密算法

针对传统图像加密算法安全性能差和传输效率低等问题,提出了一种基于压缩感知CS和DNA编码相结合的图像压缩加密算法。首先,采用CS对待加密图像进行预处理,在预处理过程中由克罗内克积KP构造测量矩阵并按比例缩小原始图像。接着,利用超混沌Bao系统产生的混沌序列动态控制DNA编码、解码和运算方式,对压缩图像进行加密和解密。最后,通过重构算法得到重构图像。该算法最大限度地利用了超混沌Bao系统产生的混沌序列,通过将生成的混沌序列整数化,对原始图像进行DNA扩散操作。仿真实验和结果分析表明,该算法能有效提高图像的传输效率和安全性。     

一类广义混沌映射和矩阵非线性变换的图像混合加密

目的 为完善图像加密的理论及算法体系,并为图像加密实践提供性质优良的可行方案。基于Henon映射,构造了一类广义混沌映射：H-S（Henon Sine）映射,并以H-S混沌映射、矩阵非线性变换、矩阵点运算和取整运算为工具,运用序列重排和灰度变换技术设计了一种图像混合加密算法。方法 首先,将第1混沌密钥矩阵与像素矩阵进行非线性变换,通过对变换结果的随机排序,给出原始图像的置乱加密方法;其次,在置乱图像和第2混沌密钥矩阵之间实施与第1阶段参数不同的变换并应用取整运算实现灰度加密。再次,通过逆运算和逆变换实现图像解密。结果 由于混沌密钥、非线性运算和随机因素的联合作用,加密算法具有1次1密的特征,因而具有完备的抗攻击性能;同时算法结构简单、计算复杂度低而便于程序实现;算法规避了常用混沌加密对映射的可逆性要求,对任意大小的矩形图像都有效,具有广泛的适用性。结论 加解密仿真实验验证了算法的可行性和有效性,针对加密时间、图像灰度曲面、图像信息熵、加解密图像的相关性和相似性、密钥敏感性、差分攻击等展开全面的加密性能分析,佐证了加密方案的安全性和鲁棒性。同其他类型的置乱加密算法的比对佐证了算法的优越性。本文算法为任意大小的矩形灰度图像加密提供了参考方案,此方案经过适当调整即可应用于矩形彩色图像加密。