大数据加密算法在数据安全保护中的应用研究

针对大数据加密算法安全性不高,计算效率低等问题,本研究采用双混沌系统结合改进AES加密算法设计出一个混合加密算法,改进AES算是利用仿射变换对(A7、6F)生成新的S盒,采用的双四维超混沌系统是从两个三维混沌系统进行改造而成,然后利用改造后的超混沌系统生成混沌序列,设计出一个分组加密方案,在Hadoop大数据平台上,将双超混沌加密方案和改进的AES算法进行合并;试验表明,本研究的大数据加密算法安全性能高、密钥长度达688 bit,加密解密效率提高2倍以上.     

云计算中基于Tent映射的混沌混合加密算法研究

本文介绍了云计算特点及Hadoop分布式计算框架,对云计算中引入混沌理论的混合加密算法进行研究。首先分析了传统加密算法DES和RSA,对其二者在云计算中的缺陷进行了阐述,通过引入混沌理论提出了一种混沌混合加密算法（CDR）。该算法通过Tent映射产生随机混沌序列,转换为初始密钥,利用混沌特性对密钥进行优化,然后对DES及RSA算法进行混合。最后在Hadoop平台上进行实验,搭建集群模拟云平台,通过MapReduce过程执行CDR算法对数据进行加密和解密实验,通过实验分析证明CDR算法从安全性和效率上优于DES和RSA算法,更加适用于云计算环境。     

基于云计算的混合超混沌加密算法研究

针对云计算环境中的数据安全问题,提出了一种基于云计算的混合超混沌加密算法。首先,选取三个超混沌系统的初始值作为密钥参数,利用超混沌系统更加复杂的动力学行为产生随机特性良好的混沌序列;接着,对三个超混沌系统进行预处理后,进而设计一个混合超混沌分组加密方案;最后,基于MapReduce的云计算分布式编程模型,设计并行超混沌加密算法。实验结果和分析表明,算法具有执行效率高,密钥空间大及密钥敏感性良好的特性。     

基于超混沌系统的自适应图像加密算法

基于超混沌系统提出一种自适应图像加密算法。先对超混沌信号进行改造处理,并根据明文像素信息对序列进行变换,使得密钥序列对明文图像敏感;然后以前一个加密像素为基础,通过非线性运算产生中间密钥自适应加密后一个像素,直至所有像素加密完成;最后分别从统计特性、抗差分攻击、密钥敏感及密钥空间和执行效率对算法进行仿真分析,结果显示该算法具有安全性高、运行效率高等特点。     

图像加密算法仿真研究

研究优化图像安全性问题.传统的利用混沌理论技术对数据加密时运算开销大、运算效率不高,导致图像安全性不高等问题.为解决上述问题,提出了一种利用混沌理论的独立密钥DES图像加密算法.首先将待加密图像看作是一个普通的数据流,然后采用混沌理论的混沌二值序列作为密钥对该数据进行加密.通过对混沌二值序列加密算法的设计,使得加密和解密运算开销和运算效率得到了较大的提高,具有较强的抗密钥穷举攻击和抗攻击的能力.仿真结果表明,提出的算法具有一定的有效性和实用性,对图像进行加密达到了更高的安全性.     

基于Hadoop和双密钥的云计算数据安全存储策略设计

针对原有的Hadoop平台仅通过CRC-32循环冗余校验保证数据存储的安全性,设计了一种基于双密钥和混沌信号的云计算安全存储策略;首先,介绍了原有的Hadoop框架下的数据存储对应的文件读写过程,并基于加密机制设计了改进的Hadoop数据存储模型,然后根据云存储数据量大和响应要求及时的特点,设计了一种基于双密钥的改进对称密钥算法,在传统的私钥的基础上加入动态公钥,并作为敏感函数的输入获得最终的密钥,从而实现明文的加密和密文的解密,最终定义了具体的基于Hadoop和改进双密钥对称加密算法的云计算安全存储算法;通过搭建Hadoop仿真实验平台进行实验,结果表明文中方法能有效地实现云计算环境下的安全存储,存储时间与其它方法相比少15%以上,具有安全性高和存储效率高的优点,具有一定的优越性。     

一种基于混合混沌动力系统的图像加密算法

讨论了一种基于Lorenz系统、Chen s系统以及Lü系统的混合混沌动力系统的图像加密算法。该算法通过密钥映射产生混合混沌动力系统的初始条件,利用混合混沌动力系统产生的混沌信号对图像信号进行掩盖加密。仿真与讨论结果表明,该算法密钥空间大,混沌信号的产生极其敏感地依赖于密钥,具有较好的加密效果和加密效率,并对统计分析具有较好的安全性。     

基于云计算模型的分数阶超混沌加密算法

针对大数据安全以及混沌加密安全性等问题,提出了一种基于云计算模型的分数阶超混沌系统的加密算法。首先选取了两个分数阶超混沌系统的初始值作为密钥参数,基于分数阶混沌生成用于加密的伪随机序列,进而提出了一个结合云计算MapReduce并行数据处理模型的加密算法。在MapReduce并行加密方面,依次进行分块、Map并行加密和Reduce数据归并等操作。为了抵御明文类的密码攻击,算法中采用与明文特征关联的混沌序列生成方法。最后,在云计算实验环境中的实验结果表明,该算法的密钥空间达到372 bit,能够有效抵御明文类的密码攻击,具有密钥高度敏感的特性。同时,实验结果验证了云计算MapReduce并行加密的有效性。     

基于TD-ERCS混沌序列的数字图像置乱方法

TD-ERCS是专门为混沌加密理论而设计的混沌系统,不存在由短周期引发的弱密钥,具有良好的安全特质·置乱是大数据量级的数字图像保护措施之一.算法利用TD-ERCS离散混沌序列生成地址索引表针对像素地址进行单向置乱,由序列产生密钥对图像的直流分量进行数学变换.空域与频域相结合增强系统复杂度和安全性,同时避免了一密多用和多密钥的传输,增强了系统的强度.     

基于混沌系统的数据加密算法研究

文章致力于对现有的数据加密算法的安全性进行密码学分析,并在此基础上设计了一种基于混沌系统的加密算法。文章设计的混沌加密算法是一种基于离散混沌系统模型中的Logistic映射的序列密码算法,通过对混沌公式的迭代得出密钥,将密钥与明文中的每个字节进行异或,得出密文,从而实现对数据的加密。     

基于四维超混沌系统的彩色图像加密算法

针对彩色图像在加密过程中数据量大、相邻像素相关性强及冗余度高等缺陷,提出基于新四维超混沌的彩色图像加密算法.利用混沌性能更好的四维超混沌系统与反向传播神经网络结合进行序列融合运算,生成伪随机性更好的融合序列作为密钥流;利用密钥流对彩色图像像素块进行位置置乱及像素扩散运算,得到最终的密文图像.仿真计算结果表明,该加密算法...     

A novel color image encryption algorithm based on image hashing, 6D hyperchaotic and DNA coding

In order to improve the key space of color image encryption algorithm, the sensitivity to the contents of plain images, the robustness against various types of known attacks, and to achieve the tamper location analysis, a novel color image encryption algorithm based on image hashing, six-dimensional (6D) hyperchaotic and dynamic DNA coding is proposed. Firstly, the color image is pre-processed and the hash sequence is extracted by image hashing algorithm which is used as the initial value and control parameter of chaotic system. Secondly, three color channels of the color image RGB are synthesized into a two-dimensional matrix and the pixels replacement are performed by using the improved two-dimensional chaotic map. Finally, a 6D hyperchaotic system is used to generate random sequences for DNA dynamic coding and arithmetic operations of color images, the encrypted image is obtained. The experimental results show that, compared with the existing methods, the proposed algorithm has a large enough key space, better plain-image sensitivity, better statistical and differential characteristics, as well as can resistant various forms of attacks such as noise and cropping, and the tampering image can be tamper-located analyzed, which has good security and strong robustness.

     

一种基于超混沌系统的加密算法及其在预制舱变电站的应用

针对预制舱变电站技术中潜在的信息安全问题,提出了一种基于超混沌系统的加密算法。算法采用公钥加密协议,适用于多对一、多对多的电网信息交互模式。首先由素数发生器生成素数,利用素数确定加密系统的公钥和私钥;接着对公钥和私钥进行归一化处理,使其数值在混沌序列初值区间内;然后利用超混沌系统生成序列的高随机性进行掩膜、扩散等加密操作,并发送密文至接收端;最后在接收端通过正确密钥解密获得有效明文。实验结果和分析表明,该算法具有密钥空间大、密钥敏感性强、抵抗差分攻击性能强等优点。     

一种混沌图像加密算法的选择明文攻击和改进

在已有的四维超混沌系统的基础上构造了一个五维超混沌系统,对一种结合超混沌序列和移位密码的数字图像加密算法进行了分析,通过选择明文攻击的方法,成功破解了该算法中用于像素位置置乱以及像素值扩散和混淆的等效密钥,从而能利用破解的等效密钥解密出目标明文。为此对该算法进行了两个方面的改进。一个改进是加密系统中使用了新构造的五维超混沌系统,使得改进算法的密钥空间更大,进一步提高了安全性。另一个改进是设计混沌系统的初始值与明文图像的SHA-256哈希值有关,从而使得密钥流与明文图像相关,达到“一次一密”的效果。密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计分析、信息熵分析、差分攻击分析、抗剪切、抗噪声、抗压缩分析等实验结果表明,改进后的图像加密算法比原加密算法更加安全有效。     

基于预制舱变电站的物联网数据加密方法研究

针对预制舱变电站物联网建设中存在的信息泄露和隐私保护问题,提出了一种基于超混沌数据的加密算法.即首先利用混沌发生器生成随机序列,其次对序列进行归一化处理,接着利用序列对明文进行掩膜置换等加密操作,最后将密文发送至预制舱变电站服务器,实现数据的加密通信.实验结果和分析表明,该加密算法具有密钥空间大、密钥敏感性强的特点.     

有源磁控忆阻超混沌电路实现及图像加密

在一个广义三阶Rucklidge系统的基础上提出基于二次非线性有源磁控忆阻器的四阶超混沌电路系统。对该系统的动力学行为进行理论分析和数值仿真,系统相图、Lyapunov指数谱、分岔图和共存吸引子均表明该系统具有丰富的动力学行为和新的拓扑结构。并利用Multisim电路仿真软件和FPGA数字硬件电路设计实现了该系统的电路,实验结果与数值仿真结果一致。最后将置乱-扩散算法与DNA加密相结合设计了一种图像加密算法,利用新系统混沌序列对图像进行加密,并对加密后的图像进行了加密直方图、相邻像素相关性、敏感性、鲁棒性和信息熵等分析。结果表明,新系统对混沌密钥及明文都非常敏感,密钥空间较大,提出的混沌系统应用于图像加密具有较高的安全性能。     

二维反三角超混沌系统及其在图像加密上的应用

为了进一步提高混沌系统的混沌特性，为图像加密算法提供更可靠的混沌系统，增强图像加密算法的安全性，提出了一种基于二维反三角超混沌系统的新型图像加密算法。首先，在一维三角混沌函数的基础上构建了一个二维反三角超混沌系统，通过分岔图和Lyapunov指数等仿真实验，验证了该系统具有更广的混沌区间和更强随机性的迭代序列，遍历性更加优秀；然后，基于此混沌系统，采用"置乱-扩散"策略，根据不同密钥生成的不同超混沌序列，对图像矩阵进行无重复置乱和循环移位扩散，循环三次得到密文，完成加密过程；最后，对图像加密方案进行了直方图分析、密钥空间分析、相邻像素相关性分析、明文敏感性分析和信息熵分析等性能测试。其中密文图像的相关指标参数像素变化率（NPCR）和统一平均变化强度（UACI）的测试值非常接近于它们的理想期望值，信息熵的测试结果约为7.997，也非常接近于理想期望值8。实验结果表明，此图像加密系统具有更可靠的安全性，抵抗攻击能力强，在图像安全领域具有较好的应用前景。