基于HMS映射和位螺旋变换的图像加密算法

为了增大混沌映射的密钥空间、提高混沌性能、增强图像加密算法的安全性，提出一种基于HMS(Henon-Modulated-Sine)映射与位螺旋变换(Bite-Spiral)相结合的图像加密算法(HMS-BS)。首先对Henon映射进行缩放处理，将缩放结果作为Sine映射的输入，构建HMS复合映射，并通过分岔图、样本熵等衡量标准来验证HMS映射的混沌特性。然后，基于HMS映射，采用“两轮置乱-扩散”策略，根据索引矩阵对图像进行HMS置乱，并将置乱后的图像进行分块处理。其中，块间使用HMS映射进行比特级置乱，块内使用螺旋变换进行比特级扩散。最后进行矩阵重构和正反向非序列扩散来改变图像的统计直方特性，得到密文图像。实验结果表明，HMS-BS算法可抵御多种攻击，具有较高的安全性。     

混沌映射和流密码结合的图像加密算法仿真

为了有效改进彩色图像加密的效果和安全性,在对采用混沌映射的图像加密算法研究的基础上,提出一种结合混沌映射和流密码的彩色图像加密算法。加密过程采用置乱-扩散结构:在置乱阶段首先根据输入图像初始化Kent混沌系统,再利用Kent混沌系统生成ZUC-256流密码算法的初始密钥和初始向量,ZUC-256算法随后生成随机序列对彩色图像进行R、G、B三轮像素值置乱。在扩散阶段同时使用Kent混沌系统和ZUC-256流密码算法生成的随机序列对输入图像的像素值进行扩散。仿真结果显示,提出的算法具有加密算法简单、密钥空间大等特点,能较好地抵抗差分分析攻击、统计特性攻击。     

基于新余弦混沌映射的视觉安全图像加密算法

考虑到目前图像加密算法缺少了对加密后图像的视觉安全的保护,将新余弦混沌映射和贝叶斯压缩感知进行结合提出一种视觉有意义的图像加密算法是非常有价值的.首先,基于余弦函数提出了一个新的一维混沌映射用于构建受控测量矩阵,除此之外,所提出的新余弦混沌映射能够更好地扰乱图像的强相关性.其次,通过二维Arnold置乱算法对明文图像的小波包系数矩阵进行置乱.然后,借助混沌测量矩阵和双向加模扩散策略对置乱后的秘密图像进行压缩和加密.最后,通过最低有效位嵌入算法将秘密图像嵌入到经过生命游戏混合置乱后的载体图像中以得到一幅具有视觉意义的密文图像.仿真结果和安全性分析表明在保证视觉安全性和解密质量的前提下所提加密算法具备可行性和高效性.     

二次广义cat映射的混合混沌图像加密算法

针对混沌图像加密的特点,为了提高加密的效果,提出了一种二次广义猫映射的混合混沌加密算法。该方法首先利用广义cat映射对像素点进行多次迭代,然后再利用广义cat映射进行多次置乱,并且置乱的次数与图像本身的像素值密切相关。再用广义Henon映射产生的混沌序列与置乱后图像进行扩散加密运算。实验和仿真结果表明该算法克服了以往算法不能抵抗选择明（密）文攻击的缺陷,并且有效解决了混沌系统随机性差、熵攻击、控制参数少等问题。同时具有密钥空间大,加密算法简单,能够较好地抵抗差分攻击、统计特性分析的优势,安全性高,加密效果好。     

一种新的基于复合混沌的彩色图像加密方案

为了提高图像加密的安全性和抗攻击能力,提出一种基于新的一阶映射和六维超混沌映射的彩色图像加密方法。图像加密的本质是置乱和扩散像素,新的一阶混沌映射把彩色图像的每个分量的像素都进行置乱和扩散,六阶超混沌映射对彩色图像进行混合扩散。实验结果和安全性分析表明,该加密方案有一个较好的加密效果,有更大的密钥空间,并且能够抵制常见的攻击。因此,该加密方案能被应用在通信安全领域来确保图像传输的安全性。     

基于双混沌映射的图像加密算法

提出了一种基于Logistic和Henon混沌映射的图像加密方法.首先利用Logistic混沌动力学系统产生的混沌序列,通过动态量化算法增强其随机性和复杂性,对原始图像进行混沌置乱,得到置乱图像.然后对Henon混沌映射产生的序列进行量化变换,产生"异或"矩阵,与置乱后的图像进行"异或",实现对图像的加密.仿真实验表明,该方法具有良好的加密效果和较强的安全性.     

复合级联混沌的彩色图像加密算法

分析了目前基于混沌系统的彩色图像加密算法,其中发现在混沌彩色图像加密过程中安全性方面的不完善,并在此基础上提出了一种新型的基于级联混沌的多重像素置乱彩色图像加密算法。该算法采用了Kent-Logistic的级联混沌与Henon离散混沌的复合系统,同时结合Arnold映射和像素排列切割的多重像素置乱方法,使得图像像素值和像素位置全盘置乱扩散,从而达到明文图像信息完全隐藏的密文效果。仿真实验表明,该算法不仅能有效抵抗选择明文（密文）攻击、统计特性分析、差分攻击,而且还具有加密效果好、密钥空间大等优点。     

基于耦合混沌系统的彩色图像加密算法

讨论了一种新的彩色图像加密的算法。该算法以Lorenz混沌系统的初始条件作为初始密钥对图像进行异或预处理,由Logistic映射和Lorenz系统产生的混沌序列分别对图像进行置乱和扩散操作。该算法以处理后图像数据作为置乱过程中Logistic映射的初始值,实现Lorenz系统与Logistic映射的耦合,大大提高了算法的安全性。该算法具有良好的置乱和扩散效果,加密解密速度快,有良好的抗噪声能力。     

基于混沌映射的图像Contourlet编码加密算法

针对图像Contourlet多级树集合分裂编码的安全性问题,利用混沌密码设计了一种新的图像加密算法。使用具有良好随机性、安全性的混沌映射构造置乱数组和混沌密钥流对图像进行加密,由两个步骤组成：基于有序扫描表的快速置乱算法;基于编码扫描输出比特的异或加密算法。经实验验证,该算法能对图像视觉内容达到良好的掩密效果,具有密钥敏感度高、加密速度快、安全性高的优点。     

一种基于混沌系统及Henon映射的快速图像加密算法

提出一种新的基于混沌系统及Henon映射的图像加密算法．使用经过取模处理的可逆二维非线性Henon映射对各像素点的灰度值进行链式循环迭代,每个迭代环节中Henon映射的参数与迭代次数依次取自一维混沌映射生成的混沌序列．该算法设计简单、运算快速、解密准确,尤其是解决了基于混沌或非线性变换的加密算法中普遍存在的由于计算机的有限精度或各计算机精度不同所导致的解密失败的难题,避免了常用置乱变换算法固有的缺陷及密码强度的不足,具有很高的安全性．     

A chaos based image encryption and lossless compression algorithm using hash table and Chinese Remainder Theorem

A chaos based image encryption and lossless compression algorithm using hash table and Chinese Remainder Theorem is proposed. Initially, the Henon map is used to generate the scrambled blocks of the input image. The scrambled block undergoes a fixed number of iterations based on the plain image using Arnold cat map. Since hyper chaos system has complex dynamical characteristics than chaos, the confused image is further permuted using the index sequence generated by the hyper chaos along with hash table structure. The permuted image is divided into blocks and the diffusion is carried out either by using Lorenz equations or by using another complex matrix generated from the plain image appropriately. Along with diffusion, compression is also carried out by Chinese Remainder Theorem for each block. This encryption algorithm has high key space, good NPCR and UACI values and very less correlation among adjacent pixels. Simulation results show the high effectiveness and security features of the proposed algorithm.     

基于混沌映射的分块循环DNA图像加密算法

数字图像具有数据量大、冗余度高、像素间关联性强等特点,打破数据间关联性及提高敏感性是保护图像信息的关键。针对如何快速有效打破图像像素间强关联性、提高图像数据敏感性等问题,提出基于logistic混沌映射的分块循环DNA图像加密算法。算法采用二次置乱、一次扩散结构,首先通过zigzag变换置乱明文图像,打破明文像素间的强关联性;其次将伪随机序列生成器产生的密钥作为混沌参数进行混沌映射,生成动态DNA编/解码、运算规则,对置乱的明文图像进行DNA编码形成初始密文;然后利用DNA运算规则,对初始密文进行分块循环DNA运算,完成密文扩散,并对DNA碱基进行统计和归一化作为二次混沌密钥;最后采用二次混沌映射生成动态步长规则,对密文进行变步长约瑟夫置乱,利用DNA解码规则形成最终密文图像。实验结果表明,密文图像像素分布均匀、像素间关联性弱、密钥敏感性强、密钥空间足够大,能够有效抵御信息分析、暴力、噪声、剪切等常见攻击,具有较高的安全性。     

基于多混沌系统的多图像加密算法

针对多幅图像在传输中的安全性问题, 本文提出了一种基于多混沌系统的多图像加密算法. 首先, 利用离散小波变换对多幅图像进行预处理, 得到一幅拼接的大图像; 接着, 利用logistic-sine-cosine (LSC)映射生成混沌序列, 进而生成用于置乱的矩阵O对像素位置进行置乱; 最后, 采用超混沌Lorenz系统生成四维混沌序列, 利用其对置乱后的图像进行双向扩散和行列置乱, 获得最终密文图像. 所提算法加解密过程简单, 执行效率高. 实验结果经多方面分析后得出该算法的密钥空间大, 可以抵御多种攻击手段, 具有较好的加密效果和安全性.     

一种基于Henon映射和Feistel结构的分组密码算法研究

混沌序列具有对初值和系统参数敏感等特点,因此非常适合应用于信息加密。本文在详细分析Henon映射的混沌和密码学特性的基础上,提出一种基于Feistel结构和Henon映射混沌分组密码算法,该算法最大的优点加密的轮次和子密钥的构造是基于混沌系统动态更新的,通过子密钥的动态生成,密码系统的随机性、复杂性得到了极大的提高。同时理论和实验表明,该算法具有较高的安全性,能够抵抗差分和线性密码分析。     

一种基于混合混沌序列的图像加密方法

给出了一种基于Henon映射、Logistic映射和Lorenz系统三种混沌动力系统的图像加密算法。该算法用两个离散混沌系统Henon映射和Logistic映射组合来驱动一个连续Lorenz系统,用得到的信号对图像进行加密。对该系统进行数值实验和安全性分析,结果表明该系统不但拥有大的密钥空间,而且对密钥和明文很敏感,具有优良的扩散性能和扰乱性能。另外,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。     

切延迟椭圆反射腔映射系统混沌序列的改进与彩色图像加密算法

为了提高切延迟椭圆反射腔映射系统(TD-ERCS)的性能,实现对彩色图像信息的有效保护,提出了一种对TD-ERCS混沌序列的改进和基于该改进序列的彩色图像加密算法。分析与研究了TD-ERCS并加以改进,得到随机性能理想的四维混沌实值序列和二值序列;将彩色图像RGB三分量合成一图像后应用改进的TD-ERCS混沌序列以8×8分块置乱,从而加密图像。理论分析和实验结果表明,TD-ERCS改进序列性能更好;彩色图像加密算法密钥空间大,具有较好的加密效果和高的加密效率,并对统计分析具有较好的安全性和较强的抗JPEG压缩攻击能力。     

Bit-level image cryptosystem combining 2D hyper-chaos with a modified non-adjacent spatiotemporal chaos

A novel bit-level image cryptosystem is proposed by introducing a new coupled map lattices (CML). The modified non-adjacent spatiotemporal chaotic system with good dynamic performance is constructed by coupling the piecewise-linear chaotic map (PWLCM) in a non-adjacent manner. In the proposed bit-level image cryptosystem, the binary plain image is scrambled globally by a 2D hyper-chaos system. And the confused image is then diffused via the pseudo-random sequences produced quickly and efficiently from the fabricative CML. After converting the diffused binary matrix into its homologous decimal matrix, the cipher image is achieved. Computer simulations and performance comparisons with recent image encryption algorithms demonstrate the superior performance and high security of our proposed cryptosystem.

     

A secure image encryption based on spatial surface chaotic system and AES algorithm

We propose a secure image encryption method using the combination of spatial surface chaotic system(SSCS) and the improved AES algorithm structure. In this scheme, the key of cryptosystem is obtained from the SSCS, this system has better encryption characteristics and its model structure fits the image exactly, and it is designed for image cryptosystems contrasted with the existing a lot of low-dimensional chaotic maps and couple map lattices. The plain image is encrypted with the improved AES algorithm and by performing each round encryption, the key is generated by SSCS in each round, an improved permutation algorithm(IPA) and a reverse diffusion have been presented. The proposed scheme not only improves the efficiency because of the same key stream is shared, but also increases the diffusion effect which can resist differential attack. The presented scheme provides huge key space to deal with the brute-force attacks using the round keys obtained by SSCS, and also very sensitive to initial values of SSCS and plain image. The results of simulation analysis and performance evaluation show that the presented cryptosystem provides strong security performance and may be used as a candidate for real-time implementations.

     

基于改进Logistic映射的混沌图像加密算法

经典Logistic映射存在系统参数范围受限、混沌序列分布不均等问题。对Logistic映射进行改进并将其应用于图像加密中,设计一种置乱与扩散同时操作的图像加密算法。对经典Logistic映射增加模运算并对其所生成序列进行二进制比特重排,利用改进Logistic映射生成具有更好混沌特性的伪随机序列并用于加密系统的置乱和扩散阶段。将所生成的伪随机矩阵与明文图像矩阵进行异或操作以实现明文图像预加密。在此基础上,采取置乱与扩散同时操作的策略以置乱和扩散预加密后的图像从而得到密文图像。安全性分析及实验结果表明,该算法具有良好的加密性能和安全性,可以抵抗暴力攻击、差分攻击等常见攻击。