基于多混沌系统组合图像置乱加密算法研究

提出一个基于位乎面彩色图像Arnold映射置乱和采用Chen系统产生的混沌序列加密算法。首先采用由Logistic系统构造的非线性动力系统产生的混沌序列形成Arnold映射矩阵，在不同的位平面对彩色图像进行置乱，然后用Chen系统产生的混沌序列对置乱后的图像进行加密。该算法实现简单，能够抵御各种攻击，且容易用硬件实现。     

扩散映射置乱与超混沌系统组合图像加密算法

提出一个基于扩散与位平面Arnold映射相结合的彩色图像置乱,以及采用Chen系统产生的混沌序列加密的图像加密算法。先由Logistic系统构造的二维非线性动力系统产生的混沌序列形成扩散矩阵和Arnold映射矩阵,然后在基色上对彩色图像进行扩散，并在不同的位平面对彩色图像进行置乱，最后用Chen系统产生的混沌序列对置乱后的图像进行加密。该算法实现简单，能够抵御多种攻击，且容易用硬件实现。     

一种新的基于超混沌映射的彩色图像加密算法

为了提高图像加密算法的安全性,提出一种新的基于超混沌映射的图像加密算法。首先,将彩色图像分解成三个通道分别是R、G、B,然后利用Chen超混沌系统产生的4条混沌序列对每个通道的像素位置进行置乱;接着以4条混沌序列为基础条件对每个通道进行位平面置换和按位取反操作来实现像素值的扰乱,最后重组位平面及3个颜色通道即可获得加密图像。模拟仿真和安全性分析表明,提出的图像加密算法加密效果较好,具有较大的密钥空间、对密钥具有较强的灵敏性,并且可以抵抗穷举攻击以及统计攻击。     

一种新的基于混沌的彩色图像加密算法

提出一种使用传统的Cat映射与混沌序列结合的方法对彩色图像进行置乱扩散加密,克服了Cat映射周期性与易受选择明文攻击的缺陷。算法使用了Logistic映射和Chebychev映射。首先利用Chebychev映射的平衡性产生密钥,控制Logistic映射的参数,产生多个不同参数的Logistic序列;再用Logistic序列控制图像置乱的范围,使用Lorenz系统得到每次Arnold变换的密钥和置乱次数。置乱完成后,再使用Lorenz系统控制扩散时操作的变量。实验仿真表明:该算法对图像有比较好的置乱扩散效果,克服了Cat映射缺点,并且具有很大的密钥空间,能够高质量加密图像并抵抗常见的攻击。     

结合多混沌映射与DNA的彩色图像加密算法

针对低维混沌系统和单一的DNA加密方案的空间小、复杂度低等问题,提出一种基于多混沌映射与DNA的彩色图像加密算法.先利用Arnold变换对图像每分量进行图像位置置乱,利用Logistic混沌映射产生与明文图像大小相同的随机矩阵并进行分块操作,再进行DNA规则运算,其运算方式由Chen超混沌系统产生的混沌序列动态决定.仿真实验结果表明,算法加密与恢复效果良好,能有效地抵御各种统计攻击与差分攻击,具有良好的安全性、抗噪声性好、复杂高等加密性能.     

基于多混沌映射算法的图像可逆化加密仿真

原图像经过对矩阵元素随机打乱可得到加密图像,加密后的图像可以有效防止已知攻击。可逆映射可以高效地实现像素置乱,但由于离散混沌序列的初始条件较为敏感,因此像素扩散置乱难度较大。为此提出基于多混沌映射算法的图像可逆化加密方法,在图像加密过程中,采用扩散置乱和Arnold变换置乱图像,通过Logistic映射系统和Chen系统生成离散混沌序列,置乱后图像中红、绿、蓝三基色分别执行异或运算,从而输出加密图像。在图像解密过程中,分别对扩散置乱、Arnold变换以及图像加密执行逆映射,输出解密图像,完成图像可逆化加密。实验结果表明,所提方法密钥敏感性和原图与解密图像像素值分布更均匀、相邻像素相关性更低,鲁棒性更强。     

基于混沌和脆弱水印的图像篡改检测算法

针对现有基于脆弱水印方法的不足,提出了一种新的结合混沌系统和脆弱水印的图像篡改检测算法。算法首先利用Arnold cat映射对原始图像进行k次置乱,然后选取置乱图像的最低有效位(LSB)平面作为水印嵌入位置,实际嵌入的水印由Logistic混沌映射产生的随机二进制序列与原始水印异或得到,通过LSB替换算法嵌入。最后对LSB替换后图像进行T-k次的Arnold cat映射得到水印图像。实验结果表明,混沌系统的引入大大增强了脆弱水印的安全性;另外,针对不同种类的攻击,算法具有良好的篡改检测和定位精确性。     

基于L-K双混沌系统的彩色位级图像加密算法

针对传统加密算法精度有限、安全性低等问题,提出一种新的彩色图像加密算法。利用Liu混沌系统产生的混沌序列对彩色图像R、G、B三层的低五位进行索引位置置乱,再对高三位进行Arnold置乱;采用自适应方式进行扩散,并将R、G、B三层的密文图像循环异或,得到初步密文图像;联合像素级加密进行Hilbert置乱,采用Kawakami超混沌结合图像信息进行分形扩散,得到最终密文图像。仿真实验表明,该算法NPCR和UACI达到99.78%和33.37%,信息熵为7.9970,安全性很高。     

基于Arnold变换和Lorenz混沌系统的彩色水印图像加密算法

该算法利用Arnold变换以及彩色图像的置乱度定义,求解Lorenz混沌系统的动力学方程,得到三个混沌序列;然后对Arnold置乱后的每个颜色分量进行置乱处理。仿真实验结果表明,该算法克服了Arnold变换和Lorenz混沌系统的缺点,能够抵抗多种攻击,使彩色水印图像具有较高的安全性。     

一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法

为了提高图像加密算法的安全性和加密效率,提出一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法。首先,利用Chen超混沌系统产生四条混沌序列,并对这四条混沌序列进行取小数部分、矩阵相乘及取索引值等变形处理;然后分别利用变形后的混沌序列对原始图像和密钥图像进行像素的位置置乱,接着用交换位平面和按位取反操作来扰乱其像素值;最后,执行加运算可得到加密图像。置乱程度和安全性分析表明,该图像融合加密算法具有较好的加密效果,较大的密钥空间和较强的密钥灵敏性,且可抗抵抗穷举攻击和统计攻击。     

基于混沌系统与提升小波的彩色图像盲水印算法*

研究了混沌序列、提升小波在彩色图像盲水印中的应用,给出一种新的基于混沌系统和提升小波的彩色图像盲水印算法。算法同时采用两种不同的混沌序列,提高了算法的安全性;根据人类视觉系统特性使中低频使用不同的算法自适应地嵌入水印,使算法有了很好的隐藏效果;使用提升小波变换提高了算法的效率;对受严重攻击后提取出的水印进行优化处理,使算法有了很好的鲁棒性。实验证明,该算法具有较高的效率、较好的隐藏效果、很好的安全性和鲁棒性。     

基于DNA序列的彩色图像加密算法

结合混沌系统和DNA密码学,提出了一种基于DNA序列的彩色图像加密算法。该算法应用了DNA序列的加法、减法、异或运算,并且把彩色图像分解为位平面进行处理。首先对彩色图像位平面分解、DNA编码;然后对DNA平面置乱、DNA加法运算、DNA异或运算;最后进行DNA解码、位平面合并,得到密文图像。实验结果表明,原始图像加密后的图像类似噪声,加密后的直方图变得更平滑,对密钥有很高的敏感性,密文图像的随机性好,密文图像相邻像素之间相关性低。     

A novel color image encryption algorithm based on DNA sequence operation and hyper-chaotic system

A new color image encryption algorithm based on DNA (Deoxyribonucleic acid) sequence addition operation is presented. Firstly, three DNA sequence matrices are obtained by encoding the original color image which can be converted into three matrices R, G and B. Secondly, we use the chaotic sequences generated by Chen's hyper-chaotic maps to scramble the locations of elements from three DNA sequence matrices, and then divide three DNA sequence matrices into some equal blocks respectively. Thirdly, we add these blocks by using DNA sequence addition operation and Chen's hyper-chaotic maps. At last, by decoding the DNA sequence matrices and recombining the three channels R, G and B, we get the encrypted color image. The simulation results and security analysis show that our algorithm not only has good encryption effect, but also has the ability of resisting exhaustive attack, statistical attack and differential attack.     

基于超混沌系统的位级自适应彩色图像加密新算法

提出一种采用超混沌系统的自适应彩色图像加密算法,在位级进行加密。首先利用陈氏超混沌系统产生的混沌序列对原始彩色图像的R、G、B分量图像进行置乱和扩散,采用自适应加密方法,用高四位的二值图像信息去加密低四位,再用加密后的低四位信息去加密高四位;接着将加密后的三基色分量图像横向排列组合联合加密,降低了三基色分量之间的相关性。加密算法使得密文与明文、密钥之间的关系复杂化,部分密钥依赖于明文,使得算法对明文敏感。对密钥空间、密钥敏感性、直方图、相关性、信息熵、明文敏感性进行测试和分析,结果证明了加密算法安全有效,在图像保密通信中具有较大的应用潜力。     

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。     

基于混合混沌与位分解的图像置乱改进算法

针对当前基于混沌系统的图像置乱算法中所存在的“平凡密钥”现象,对一种基于Logistic混沌序列与位交换的图像置乱算法进行了分析,给出了改进算法。算法采用Logistic与Chebyshev混合混沌映射交替迭代生成混沌序列,在完成像素点重新散布后,根据其位置信息截取混沌二值序列实现对像素灰度值的加密。仿真实验结果表明,该算法具有良好的图像置乱效果及更好的安全性。     

基于Schur分解和混沌置乱的彩色图像鲁棒水印算法

针对传统的彩色图像水印算法往往仅是将一个随机信号或二值图像嵌入到彩色载体图像中这一问题,结合混沌系统和Schur分解的优点,提出一种将彩色水印图像嵌入到彩色载体图像中的鲁棒水印算法.首先,对彩色水印图像进行Arnold置乱和混沌加密,提高了待嵌入彩色水印图像的安全性能;其次,将彩色载体图像分离成3个通道,每一通道被划分为4×4的不重叠分块并对选择的分块进行Schur分解;最后,将预处理后的水印信号嵌入到Schur分解后的最大值元素中.实验结果表明,提出的算法具有较好的不可感知性,对滤波攻击、噪声攻击、JPEG压缩攻击和多种组合攻击都具有较好的鲁棒性.与基于Schur分解的相似水印算法相比,对于大多数攻击本文提出的算法具有更优越的抗攻击性能.