基于4阶细胞神经网络和AES的图像加密的研究

运用细胞神经网络和高级加密标准(Advanced Encryption Standard, AES)加密算法对图像进行加密，提出一种基于4阶细胞神经网络和AES的图像加密算法。首先，通过主动-被动同步法实现4阶细胞神经网络的同步，并产生混沌信号；然后，将同步混沌信号产生的同步随机序列用于图像的置乱和扩散；最后，结合AES加密算法与提出的基于螺旋矩阵的置乱扩散模型，并利用椭圆曲线对AES的密钥进行加密，通过公共信道对密钥和加密数据进行传输。数值模拟实验表明，提出算法不仅可以大幅降低图像相邻像素值之间的相关性，而且能承受包括差分攻击、噪声攻击和裁剪攻击在内的经典攻击，具有较好的安全性、鲁棒性。     

基于Arnold和离散分数随机变换的彩色图像加密算法

提出一种彩色图像加密方法,该方法在亮度色调饱和度彩色空间使用离散分数随机变换（DFRNT）和Arnold变换进行加密,彩色图像从标准红、绿、蓝空间转化为亮度色调饱和度空间。其中亮度分量通过一种将像素值和像素位置同时进行加密的DFRNT进行加密;色调和饱和度分量使用一种将像素置乱的加密方法Arnold变换进行加密。与传统的双随机相位编码相比,DFRNT加密方法可以节省密钥的存储空间,同时,与传统的双随机相位编码一样安全。将DFRNT的分数阶、随机矩阵和Arnold变换的迭代次数作为该算法的加密密钥,分别使用分数阶的变化、Arnold变换迭代次数的变化、已知的明文攻击、加噪声和加密图像遮挡等攻击手段,对该加密算法进行性能测试,测试结果表明该方案的可行性和有效性。     

基于DCT和DWT的数字图像隐藏技术

提出了基于DCT域置乱的DW T域数字图像隐藏算法。先对秘密图像按块进行DCT变换,然后按“之”字型结构挑选其低频系数和部分中频系数,为了增强系统的安全性,选用混沌序列作为ZF-02分组密码算法的初始密钥,生成2个换位错乱序,对秘密图像进行频域系数的置乱加密;再对公开图像进行DWT变换,选中某一层的3个方向上(水平、对角、垂直方向))的高频分解系数,通过比较这3个高频系数矩阵,将同一位置上最大的系数组成一个新的矩阵(中频系数矩阵);最后将置乱后的秘密图像的DCT系数嵌入到中频系数矩阵中,用修改后的系数重建混合图像(与公开图像近似)。实验证明该方法可行、效果好、隐藏信息量大、安全性高,能够克服DCT域系数间融合产生秘密图像轮廓的缺点,而且还能抵抗空间域几种几何攻击和小波变换域压缩攻击。     

一种AES-CCM 128 bit硬件加密器的优化设计

介绍了一种基于FPGA的AES-CCM 128bit硬件加密器的优化设计方法。阐述了AES（高级加密标准）算法以及CCM工作模式,分析了AES算法的轮变换结构,并提出S-box查表结构和MixColumns（列混合运算）的VHDL语言程序设计思想。建立了ExpandedKey（密钥扩展运算）的数学模型,概括出AES算法的硬件实现方法,使得每一轮的轮变换与密钥扩展运算并行执行,以提高AES的加密速度。CCM工作模式结合了CTR与CBC-MAC工作模式,其加密明文或解密密文时都使用AES加密运算,这样解密过程就避免了繁杂的AES的直接解密运算。CCM模式下的简化加密协议,使用两个AES加密内核并行执行CTR与CBC-MAC工作模式以提高该模式下的加密解密速度。     

一种基于小波变换的二维Logistic混沌图像加密算法

介绍一种二维Logistic混沌序列矩阵的生成方法,用其生成加密模板和治乱序列,讨论用其对图像的离散小波变换系数矩阵进行调整和置乱处理问题.仿真结果表明该混沌序列加解密算法扩展了密钥空间,密文均匀分布,能够克服低维混沌动力学系统易于攻击的缺陷,抵抗选择明文攻击,具有密图文件保密性高,密钥简单,重构图像与原图像一致性良好等特点,并且能够经受住传输过程中噪声的影响.     

基于Arnold变换与CNN系统的彩色图像加密算法

为了提高图像信息的安全性,提出基于Arnold变换策略和细胞神经网络的彩色图像加密算法。首先对高度和宽度不同的图像进行处理;再对处理后图像的3个颜色分量分别进行Arnold置乱,置乱的迭代次数由明文图像、加密密钥和变换周期所决定;最后对置乱后的图像进行加密处理。解密时需根据变换周期决定Arnold反置乱的方法。从加密效果、密钥敏感性、密钥空间等方面,对该加密算法进行仿真研究,通过实验验证了该算法较强的安生性和鲁棒性。     

基于子密钥数据的加密算法研究

针对对称密码体制存在的密文保密强度和抗分析破译性较差的缺陷,提出了一种基于子密钥变换产生轮密钥对数据进行分段加密的方法,通过对明文进行变换处理,利用随机产生的独立子密钥,按信息位的判定产生不同的轮密钥,并对每轮分组变换进行加密．阐述了子密钥生成模块、子密钥变换轮密钥进行加解密算法的过程,并对算法性能进行了详细分析．测试数据表明,该算法比同类型的加密算法速度快,而且加密方法的变型性以及轮密钥选取的随机性将增强加密算法的抗攻击性．     

基于动态分组和扩散置乱的混沌加密方法

为了提高图像加密的安全性和有效性,提出一种基于动态分组和扩散置乱的混沌加密方法。将明文图像随机分组并采用比特位和行列的置乱、扩散操作对其加密,其密钥流产生于基于明文图像的逻辑映射,扰乱明文图像和密文图像之间的映射关系;并且在进一步加密过程中,明文图像像素由密文图像反馈算法取代,使得加密过程受到明文图像控制参数的影响。理论分析和实验测试结果表明,该算法可以抵御选择性攻击和差分攻击,具有较好的统计特性,可以运用于图像信息安全保护。     

基于SMS4分组密码的彩色图像加密方法

为实现对数字彩色图像信息的有效保护,提出了一种采用SMS4分组加密的彩色图像加密方法。首先使用变参数的Arnold变换对图像进行位置置乱,其次使用外部密钥控制Logistic混沌映射产生各个SMS4分组的主密钥MK,以及任取32bit的随机整数作为加密子密钥并赋值给第1个SMS4分组加密图像的低32bit输入;再次分别将每个SMS4分组加密图像的低32bit输出作为下一个分组图像加密的低32bit输入,使得SMS4分组加密与反馈流密码相结合;最后将最后一组SMS4分组加密图像的低32bit输出作为图像解密的子密钥。加解密钥并不完全相同且解密子密钥与明文、密文紧密相关。实验结果表明,该方法具有良好的雪崩效应,可有效抵抗统计、差分和选择性明文等攻击。     

基于人工免疫理论的数据保密通信研究

针对数据保密通信的现实需求,提出一种新的保密通信方法.该方法首先基于否定选择算法从明文信息本身提取加密因子,然后再以加密因子按m序列进行密钥扩展,生成伪随机密钥序列对明文进行加密.利用该方法生成的伪随机密钥序列的自相关特性较好,数据加密后具备了较好的抗攻击性能,同时接收端还可以用加密因子进行免疫鉴别,以检验数据的完整性.     

基于DCT-SVD和预处理的图像水印算法

为提高数字水印的鲁棒性和安全性,提出了基于DCT-SVD混合算法的图像数字水印方案。利用Ar-nold置乱方法对嵌入前的水印进行置乱预处理以降低各种攻击对水印的影响;并采用伪随机序列对Arnold置乱后的水印进行排序预处理,伪随机序列的初始位置可作为密钥,以提高水印的安全性。该算法将宿主图像分块并对各分块作DCT变换,取变换后矩阵的首个元素组成新矩阵,对这个矩阵作SVD变换,将预处理后的水印叠加到奇异值矩阵。结果表明所设计的数字水印算法对Stirmark提供的各种攻击具有较好的鲁棒性。     

一种基于流密码和遗传算法的高效数字图像加密算法探索

本文结合流密码和遗传算法的优点,提出了一种彩色数字图像加密算法.该算法首先将图像分块,各块内象素相互异或,再对不同颜色分量执行迭代次数和变换矩阵均不同的三维Arnold变换,最后将遗传算法产生的密钥流与图像数据相异或来对图像进行加密.经过理论分析和实验验证,该算法具有密钥空间大、密钥敏感性高,加密效果好、并能有效抵御常见攻击等优点.     

基于SVD、DCT和RSA加密数字水印算法研究

提出了一种基于SVD、DCT、RSA加密数字水印算法,该方法是将载体文档图像做8＊8块的DCT变换,水印图像进行了Arnold处理,将水印图像嵌入到变换的SVD正定矩阵中,修改中频域频谱系数,同时对文档使用RSA算法进行加密,含有水印的图像经IDCT变换存成嵌入水印的图像。通过提取变换域的SVD,提取数字水印,经过RSA算法加密后解密该文档,在经过猫脸逆变换处理得到数字水印图像,水印图像的提取IDCT实验结果表明,本文算法具有安全性高、鲁棒性强以及嵌入水印较好的视觉隐蔽特性、算法处理速度快等特点。     

一种DWT和DCT相结合的数字图像水印算法

提出一种DWT变换和DCT变换相结合的灰度图像数字水印算法。对二值水印图像进行置乱和混沌加密处理,将水印图像序列调制成正负序列。在水印的嵌入过程中,对载体图像进行小波变换,提取出其低频系数矩阵,将低频系数矩阵划分成4×4大小的子块,针对各子块进行DCT变换,采用正负量化的方法进行水印的嵌入。实验结果表明,该算法对JPEG压缩、加噪、剪切和滤波等攻击,具有良好的抵抗能力,鲁棒性较好。     

基于偏X型细胞自动机的图像加密方法

提出了一种基于二维二态五邻居可逆细胞自动机(CA)的图像加密算法。本方法首先对X型结构类型的CA进行了分析测试,提出了具有明显密钥混淆效应的偏X2型结构CA;其次在进行CA每次迭代加密时,对迭代结果进行矩阵转置运算处理;随后采用具有混沌行为的9d62(hex)规则一维四邻居CA产生密钥图像;最后算法在CA边界条件中插入密钥信息,并参与细胞自动机加密迭代。实验结果表明,采用基于偏X2型CA结构和新型密钥设计,相比于传统的密钥与尾数据做单一异或的运算方法,提高了密钥在整个加密体系的参与度和敏感性,降低了CA迭代次数,明文扩散率提高了36.14%。     

图像安全的椭圆曲线加密实现

进一步讨论了图像数据处理的一般方法及其与加密的关系；给出了图像数据加密的椭圆曲线选定和图像数据明文嵌入E(Fq)的算法，并对算法进行了分析。     

基于分块旋转的加密图像可逆信息隐藏算法

结合加密技术和信息隐藏理论,提出了一种新的加密图像可逆信息隐藏算法.首先用加密密钥对图像进行加密,然后将图像分块并随机生成模板矩阵,模板矩阵通过旋转不同的角度对应不同形态的嵌入数据,以实现信息隐藏功能,同时在嵌入容量上得到提升.对包含额外信息的加密图像,先用加密密钥对图像进行解密,得到一幅与原始图像近似的解密图像,针对现有算法未考虑边界像素对分块空间相关性的贡献,设计了更合理的波动函数,从而降低了提取额外信息的错误率并完整恢复原始图像.实验结果表明,该算法在嵌入容量和降低错误率方面均有较好的提升.     

一种基于六态量子密钥的图像加密算法

鉴于现有图像加密技术的局限性以及量子密钥分配方案的高度安全性,提出一种基于六态量子密钥的图像加密算法。在四态方案(BB84协议)两组共轭基的基础上,引入1对旋转测量基构成六态方案基矢空间;由六态方案产生随机的二进制密钥串,将密钥串与图像数据进行异或运算,对图像数据置换,实现图像的加密。实验结果与安全性分析表明:新算法密钥空间增大,可抵御穷举攻击;明密文相关度低,可有效抵御选择明文攻击;算法对密钥初始值敏感性强,安全性提高。     

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。     

一种基于压缩感知的数字图像加密新算法

提出一种基于压缩感知的数字图像加密算法.该算法利用随机高斯矩阵和稀疏变换对数字图像进行压缩感知,将数据压缩和加密的过程同时进行,并利用Sigmoid函数将加密数据的范围缩小到0~255之间,存储成8位二进制数据,从而进一步减少传输数据量,避免加密数据膨胀.其中,Sigmoid函数的参数与加密图像数据特点密切相关,根据不同加密图像自适应产生.试验结果表明,文中算法在增加密钥敏感度,减少密文数据量,增强高斯噪声抗击性能上具有一定的优势.