通用数字图像加密与抗剪切攻击恢复算法

为对数字图像进行有效地保护,提出一种以混沌系统及其混沌序列为基础的通用加密与解密算法。首先,根据密钥产生一个混沌序列,经排序后生成相应的下标序列,并据此进行像素坐标置乱加密。然后,根据子密钥与图像类型值由混沌序列生成相应的无符号整数序列,并按顺序与对应的像素值进行异或运算以实现像素值置换加密。针对恶意剪切攻击,同时提出一种基于邻域相邻像素特性的抗剪切攻击恢复算法。实验结果与理论分析表明,该算法加密效果好,密钥空间大,安全性与通用性强,且具有较为理想的抗统计分析攻击与抗剪切攻击能力。     

基于激光散斑和Henon映射的图像加密方法

为了提高图像在信息交换中的安全性与可靠性,提出一种将激光散斑和Henon映射混合应用于图像加密的新方法。激光散斑图像灰度分布具有随机性,采用SCAN 语言将其扫描为不同的随机序列,该序列与Henon映射生成的序列求和形成新序列,新序列与待加密的原始图像按位异或实现加密。结果表明:该方法具有较好的加密效果,较强的密钥敏感性,较弱的相邻像素相关性,可抵御统计分析攻击。     

基于超混沌系统的彩色图像加密新算法

为了研究数字图像在通信中的安全传输问题,提出了一种改进的基于超混沌系统的彩色图像加密算法.利用改进的Logistic映射对彩色图像的R、G、B三层像素灰度值进行位置置乱,对置乱后的各层像素灰度值采用陈氏超混沌系统异或加密,得到彩色密文图像.使用MATLAB7.0进行仿真.密文图像杂乱无章,毫无规律,完全不同于原始图像.仿真结果表明,该算法密钥空间大,效率高,安全性能好,适用于彩色图像的安全传输.     

基于激光散斑子区域扫描的图像加密

提出一种将激光散斑子区域扫描应用于图像加密的方法。该方法从具有高度随机的激光散斑图像中提取多个子区域,使用SCAN语言将各子区域扫描为不同的随机序列,多组随机序列求和,取模形成新序列,并与待加密的原始图像进行按位异或实现加密。分析lena的加密效果、密钥空间、密钥敏感性与统计特性,证明了方法的可行性和安全性,而且散斑图像的不可预知性,降低了被破译的可能性。     

基于混沌集的图像加密算法

该文提出一种基于包含离散混沌系统、连续混沌系统的混沌系统集的混沌加密算法,该加密算法可以根据加密强度需求选择不同的混沌系统组合,利用图像像素的像素均值及像素坐标值为参数控制混沌密钥产生,增强混沌密钥与明文数据之间的联系。在加密基础上,将密文按位切割成3个数据后伪装隐藏在一个处理后的公开图像内,改变了密文外观特性。通过对加密后的图像进行图像直方图分析、相邻像素相关性分析及图像信息熵分析,表明该加密算法有效,在图像保密传输中具有应用潜力。     

彩色数字图像的混沌加密算法

提出了一种基于混沌系统的彩色图像加密算法,利用logistic混沌映射生成混沌序列,分别对彩色图像的三分量RGB进行置乱和异或加密,即改变了图像的像素位置和灰度值,从而实现图像加密.实验仿真结果表明,该算法具有良好的加密效果和较强的安全性.     

基于量子密钥分发和像素置乱的图像加密方法研究

鉴于当前经典图像加密算法的局限性及量子密钥分发协议无条件安全的特性,提出一种基于量子密钥分发和像素置乱的图像加密方法。首先通信双方产生量子密钥序列,然后将密钥序列转换成与要加密的图像对应的像素矩阵,将该像素矩阵与对应的图像的像素矩阵元素按位进行异或运算,再利用下一量子密钥序列生成像素置乱矩阵,对图像像素进行置乱变换,最终完成加密。解密方用与发送方相反的方法进行像素位置复原,再利用密钥矩阵进行异或运算即可解密。该算法所有密钥均采用量子密钥分发协议产生,安全性高,实现简单,经实验仿真证明,加密后的图像直方图呈均匀分布,像素相关性非常弱,像素变化率和信息熵高。     

基于改进Henon映射和超混沌的双重语音加密算法

针对现有语音混沌加密算法密钥空间小、安全性差、加密效率低且无法实现密钥复杂度与加密效率的权衡等问题,提出了一种改进Henon映射和超混沌的双重语音加密算法。首先,为了使Henon映射具有更大的混沌空间和更高的混沌复杂度,通过扩展控制参数范围将非线性三角函数作为输入参数变量等手段对经典Henon映射进行了改进;其次,利用改进的Henon映射生成伪随机序列,并对语音数据进行单次不重复置乱加密,获得语音数据的初次加密结果;最后,利用Lorenz超混沌系统对初次加密后的语音数据进行Arnold二次置乱加密和异或扩散加密,获得最终的密文语音数据。实验结果表明,与现有方法相比该算法具有更大的密钥空间和更高的加密效率,且对各种密码攻击拥有更好的鲁棒性。     

一种新的图像加密算法研究与应用

提出了一种新的混沌彩色图像加密算法.首先由Logistic和Cubic-Henon复合混沌映射生成混沌序列,再结合像素值替代和图像位置置乱方法对彩色图像进行加密,并利用"一幅图像一次密钥"的密钥同步方案,实现了一个基于混沌的图像保密通信系统.该算法具有一定的有效性和良好的加密性能.     

一个新多涡卷混沌系统的设计及在图像加密中的应用

该文提出一种三涡卷混沌系统,首先对系统的李雅普诺夫指数、分岔图、Poincare截面图、功率谱图及平衡点稳定性等动力学特性进行了理论分析和数值仿真,结果表明该系统具有良好的动力学特性和丰富的拓扑吸引子。基于电路仿真软件Multisim研制了实验仿真电路, 该电路结构简单、易于实际制作,且仿真实验与理论分析结论十分吻合,证实了提出的混沌系统电路在物理上是可以实现的,从而验证了该混沌系统的混沌产生能力。最后结合DNA算法设计了一种彩色图像加密算法,利用新系统混沌序列对图像进行加密,重点分析了加密直方图、相邻像素相关性。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。     

A fast encryption algorithm of color image based on four-dimensional chaotic system

As the low complexity of low-dimensional chaotic system and the slow speed of image encryption, this paper proposes a fast encryption algorithm of color image based on four-dimensional chaotic system. Firstly, we propose a new method of designing four-dimensional chaotic system based on the classical equations of three-dimensional chaotic system, to increase the complexity and key space of the encryption algorithm. Secondly, according to the nature of color images’ pixels channel, we design a new pseudo-random sequence generator and reuse the random sequence, to improve the speed of image encryption. Finally, the methods of row-major and column-major are used to diffuse the original image and the cat map with parameter is used to scramble the image pixels, respectively, to achieve the effect of encryption. The results of simulation and security analysis show that the proposed encryption algorithm is of good performance on security, robustness and high encryption speed.     

一种基于交替密钥的分组结构彩色图像加密算法

基于循环迭代的加/解密机制,提出了一种新的彩色图像加密算法。该算法在彩色空间应用了仿射变换,将交替密钥生成算法与分组结构引入到彩色图像加密过程,采用二种混沌映射对彩色图像加密,在每一次交替加密过程中,通过对初始密钥循环移位生成相应的交替密钥并产生二种子密钥,用于二种混沌映射,从而增加了密钥空间,有效提高了彩色图像加密算法的安全性。实验结果表明,该彩色图像加密算法安全性好,免疫性强,效率高。     

Dynamic behavior analysis, color image encryption and circuit implementation of a novel complex memristive system

This paper is devoted to introduce a novel four-dimensional memristor-involved system and its applications in image encryption and chaotic circuit. The typical dynamical behaviors of the memristor-involved system are explored, such as chaotic phase potraits, Lyapunov exponent spectrum (LES), bifurcation diagram (BD) and complexity analysis. Then a color image encryption algorithm is designed. In this algorithm, the sequences generated by the four-dimensional memristor-involved system are used in scrambling and diffusion algorithm for three channels. The algorithm analysis results based on key space, key sensitivity, information entropy, histogram distribution, correlation coefficients, data loss and noise attacks indicate that the proposed algorithm can improve the security of the color image encryption algorithm. Finally, the memristor-involved chaotic circuit is implemented by using some discrete components. The experimental results of hardware circuit are consistent with the Multisim simulation results and the numerical simulation results. The research results have certain universality and portability, and can provide technical support for the subsequent analysis of other nonlinear circuits and the application of chaotic secure communication.     

一种基于TLM超混沌细胞神经网络图像加密新算法

混沌对初值敏感的特性使得它适合于数据加密。以4 阶CNN 模型为基础,提出了一种新的超混沌细胞神经网络图像加密算法。算法分为置乱和扩散二个阶段,复合混沌映射用于生成置乱阶段控制参数,用以置乱图像行列之间的高度互相关像素。在扩散阶段,使用不同初始状态和参数的复合混沌映射生成高阶混沌细胞神经网络的初始条件,以生成扩散阶段的密钥流。算法的已知明文和选择明文攻击、密钥空间和直方图的仿真实验均取得了良好的结果。与其他相关算法相比,该算法具有密钥敏感性和抗攻击性强的优点,适用于图像加密。     

一种基于Zigzag变换及混沌序列的图像加密方法研究与实现

给出一种在二维小波分解基础上,应用Zigzag变换和混沌序列相组合对数字图像进行加密的方法,可以达到密码学中混淆和扩散的目的。该方法应用二维小波分解算法分解明文图像,首先对分解的全部频率系数进行Zigzag变换,再应用变换后的系数进行重构,得到一次加密结果,然后对其应用混沌序列设计算法进行再次加密,从而完成图像的最终加密。解密是加密的逆过程。把该算法分别应用于彩色图像的R,G,B层,达到了对一幅彩色图像加密的目的。仿真试验结果证明了该方法的有效性,分析表明该方法有很大的密钥空间,且具有一定抵抗恶意攻击的鲁棒性和抗统计攻击的能力。     

面向云环境的彩色图像混合加密算法

针对传统图像加密算法难以保证在云环境下密钥配送的安全性,以及DNA编码在抗统计学分析效果欠佳等问题提出了一种面向云环境的彩色图像混合加密算法。提出了一种自适应DNA编码对传统方法进行改善,通过国产SM2与SM3加密算法作为散列值的生成函数与控制参数的非对称加密,运用盲水印技术镶嵌至密文图像中。实验结果表明,该算法密钥空间大且加密图像相邻像素相关性较低,具有更为接近理想值的像素改变率与像素平均改变强度,具有较为理想的安全性同时在密钥的传输过程中由非对称加密算法保证其安全可靠。     

基于Shear变换的彩色地形图混沌加密算法

针对目前研究地形图图像加密算法较少,以及现有图像加密算法易被破解的问题,提出基于Shear变换的彩色地形图混沌加密算法。该算法充分利用了Shear变换的多方向性,能够很好地对地形图的线划要素信息进行置乱的特点,以及Lorenz混沌系统具有极强初值敏感性和更大的密匙空间和安全性的特点。通过对彩色地形图的加密和解密实验,以及抗攻击性能对比实验,表明使用该算法加密后的彩色地形图具有更高的安全性,并且载体图像具有较高的抗攻击性能。