一种基于混沌密钥的VEA加密算法设计

本文提出了一种基于混沌密钥的VEA加密算法设计,即通过Logistic混沌系统方程,产生加密的二进制密钥流序列,与图像DCT转换后的DCT系数进行加密,得到加密图像。通过使用混沌密钥进行加密的视频数据,具有安全性高、抵抗攻击能力强等特点。     

基于二维广义Logistic映射的图像加密算法

提出一个基于广义Logistic方程构造的二维混沌映射,采用Feigenbaum常数、相图、分岔图分析的方法,研究该混沌映射的非线性动态特性;然后利用该方程生成混沌序列,将混沌序列进行优化改进,生成密钥序列;最后采用输出反馈的加密方式,改变图像的像素值,达到加密的目的。实验仿真表明,该加密算法对密钥非常敏感,有效地提高了抵御选择明文攻击的能力,密文图像信息熵为7.996 94,非常接近理想值8。加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,加密图像和明文图像之间的相关性非常接近于0,相邻像素具有零相关特性,而且密钥空间达到299比特。加密方法大大改变了明文图像的像素值,使得密文能够抵御统计攻击。     

一种基于Logistic映射的混沌图像加密算法

为了保证数字图像在网络传输中的安全性和可靠性,提出了一种基于Logistic映射的混沌图像加密算法,并对其安全性进行了分析,包括密钥空间分析、敏感性分析和信息熵分析。算法以Matlab 8.0仿真实现,实验结果证明了该加密算法具有较高的安全性。     

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。     

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。     

基于混沌映射的图像加密算法

提出一种基于混沌映射的图像加密算法,该算法对图像进行拉伸融合折叠变换,通过映射其矩阵的某行数据,得到修改Logistic映射初值的关键密钥m,并由2个Logistic混沌映射相结合产生加密序列,将图像与该序列进行相应代数运算,从而获得加密图像。理论分析和实验结果表明,该算法对密钥具有较强的敏感性,且加密图的像素值分布较均匀。     

魔方变换及其在数字图像加密中的应用

提出了一种新的数字图像置乱方法：魔方变换，结合非线性动力学系统的Logistic映射。设计了基于魔方变换的图像加密／解密算法，首先由密钥生成得到自然数据混沌序列，以此序列为参数对图像矩阵进行魔方变换后得到加密图像，解密算法是加密算法的逆过程，实验结果表明，该算法能够得到令人满意的结果。     

一种基于混沌的代换-置换结构图像加密算法

近年来,随着多媒体技术的发展,互联网上数字图像相关内容和应用的比例越来越高,其安全性也日益受到人们的关注。图像的安全性,一般通过加密方法来保证。图像加密算法中,基于置乱-扩散结构的加密算法因其充分考虑图像数据二维分布的特点,特别适合图像数据的加密。然而,该加密算法存在安全性不高、扩散效率低,以及密钥扩展计算复杂度高等问题。通过引入分组密码学中的代换-置换(SP,Substitution-Permutation)结构,提出了一种基于混沌的SP结构图像加密算法SPCME,该算法采取3种策略:(1)通过混沌映射进行置换和扩散,采用AES算法的S盒进行字节代换,以增强算法安全性;(2)使用双向的置乱-扩散策略,加快扩散速度;(3)运用简单的异或和移位操作,提高密钥扩展效率。为评价该算法的性能,文中做了密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计直方图分析、相邻像素相关性分析、信息熵分析、差分攻击分析等大量的性能分析实验。实验结果表明,该算法仅通过3轮迭代就可达到与以前提出的图像加密算法相同的安全级别,加密效率明显提高。     

基于改进混沌映射的图像加密算法

为保证图像传输过程中的安全性,针对传统混沌映射加密算法存在的缺陷,提出一个基于改进混沌映射的图像加密算法。采用雅克比椭圆映射对初始密钥进行迭代,产生新的密钥;采用位置集合置乱方法对该密钥进行处理,得到一个位置集合,利用该位置集合对明文图像进行加密,得到密文图像;采用仿真实验测试算法的性能。仿真结果表明,该算法可以获得较好图像加密效果,具有安全性高、密钥空间大等优点。     

基于混沌数列变换的图像加密算法

针对现有的数字图像加密算法存在算法复杂、运算成本大以及安全性不高等问题,提出了一种基于混沌数列变换的数字图像加密算法.该算法通过对Logistic和Hybrid两种不同的混沌序列进行变换,从像素灰度值以及像素位置两方面对图像进行加密.实验结果表明,该算法加密效果良好并且能够抵御统计分析以及攻击操作,密钥量大安全性高,符合现代技术对图像加密的要求.     

基于L-P混沌映射和AES的图像加密算法

针对AES加密算法轮密钥的相关性强,容易遭遇强力攻击和Square攻击,提出了基于L-P混沌映射和AES的图像加密算法.加密时,先结合图像明文信息,确定一维混沌映射Logistic和PWLCM的相关参数,并分别进行迭代,为产生混沌序列做准备.再次将Logistic和PWLCM混沌映射交叉迭代,产生的两个混沌序列进行异或扩散操作,作为初始轮密钥,在AES加密操作前,先将状态矩阵的奇偶行分别与两个混沌序列进行异或扩散操作,并减少AES算法轮数,从而产生密文图像.解密时,先通过MD5数字签名算法,获取加密时混沌映射Logistic和PWLCM的相关参数,再按加密的逆过程进行解密.通过MATLAB仿真,分析算法的性能及安全性,包括密钥敏感性、直方图、信息熵、像素相关性、差分攻击、鲁棒性,抗剪切能力、运行时间等,结果显示,相对于标准AES图像加密算法,减少了运行时间,具有更好的安全性.     

联合空域和小波域的图像加密

针对基于混沌理论的混合域图像加密算法存在加密强度较弱的问题,提出一种新的联合空域和小波域的图像加密算法。首先对原始图像进行一级二维离散小波分解,提取低频小波系数;接着使用二维Sine Logistic映射生成混沌序列,利用该混沌序列使用混沌魔方变换置乱低频子带,然后完成图像逆小波变换。对置乱后的图像,首先使用互绕Logistic映射生成混沌序列用于空域加密密钥,然后联合基于伽罗瓦域上元素乘法和异或的变换技术对像素进行加密;同时,引入混沌扰动和加密反馈技术以实现生成一次性运行密钥。理论分析和实验结果表明,新算法具有密钥空间大、抗重构攻击、抗差分攻击、加密效率可行、安全性强等特点。     

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。     

一种基于混合混沌序列的图像置乱加密算法

由Logistic映射产生的混沌序列常被用来置乱加密数字图像，但迄今为止，在国内外有关文献中，均未提到由Logistic映射产生的混沌序列中存在“平凡密钥”和“拟平凡密钥”的现象。如果用“平凡密钥”和“拟平凡密钥”作为Logistic映射的初始值，则将无法产生可用于图像置乱的混沌序列，并且在Logistic映射中存在无穷多个“平凡密钥”和“拟平凡密钥”，这可能会导致对图像置乱加密无效，这是值得注意的问题．针对该问题，在对由Logistic映射产生的混沌序列中存在的“平凡密钥”和“拟平凡密钥”进行研究的基础上，提出了一种新的基于混合混沌序列的图像置乱加密算法，从而彻底解决了“平凡密钥”和“拟平凡密钥”对图像置乱加密无效的问题。     

细胞神经网络与改进AES的超混沌图像加密方案

针对当前一类基于混沌系统的图像加密算法的应用进行研究,提出了一种五维细胞神经网络和AES（高级加密标准）加密算法相结合的超混沌图像加密算法。该方法定义了五个数和提取一个与明文像素值相关的参数作为密钥,通过细胞神经网络生成的超混沌序列作为AES加密算法的目标密钥;将明文与目标密钥进行异或处理;将目标密钥代入算法进行若干次AES加密算法进行加密得到密文。通过实验仿真表明,该算法能较好地抵抗差分攻击、统计特性分析等,而且还能有效抵抗明文攻击,加密效果较好。     

基于混沌映射和二次剩余密码的彩色图像加密方法

针对彩色图像的有效加密问题,提出了一种基于Logistic 混沌映射和二次剩余密码体制的彩色图像加密方法。首先,使用了一组对称的128比特的密钥,并以此计算Logistic 混沌映射的初始条件和控制参数。然后,通过具有不同参数的两级Logistic 混沌序列对图像像素进行两级置乱。最后,通过二次剩余密码体制对置乱图像中像素值进行改变,实现图像像素的扩散。仿真结果表明,该方法在密钥敏感性、相邻像素相关性、明文敏感性和信息熵等方面具有优越的性能,且加密速度较快。     

基于双重混沌映射的图像加密算法

提出了一种双重混沌的图像加密算法。算法采用Logistic混沌映射和Lorenz混沌系统对图像进行加密。算法首先利用Logistic映射对图像的像素进行置乱,达到改变图像像素点的位置,再运用Lorenz混沌系统对Logistic加密后的图像进行二次加密来改变图像的像素值以达到双重加密的效果。仿真实验表明,该算法具有可行性、执行速度快、密钥量大和加密效果好的优点。     

四维混沌系统及其在图像加密中的应用

传统基于低维混沌系统的图像加密算法往往具有密钥空间较小、安全性较差的问题。针对这些问题,首先提出了一类新的平衡点不稳定的四维离散混沌系统,通过数值仿真对该类系统进行了动力学行为分析,正的Lyapunov指数的个数可以达到三个。同时并基于该类混沌系统设计了一个新的图像加密方案,并进一步对明密文的分布直方图、相关系数、信息熵以及加密方案对参数的敏感性进行了分析。分析结果表明,该加密方案抵抗外来攻击的能力强,密钥空间可达2996△,具有较高的安全性。     

基于二维CA和混沌系统的图像加密新算法

基于二维元胞自动机和Logistic混沌映射,提出了一种新的图像加密算法.该算法主要思想是采用Logistic映射设计一种非线性耦合结构来对明文像素矩阵进行置乱,然后在分析元胞自动机的混沌和密码学性质的基础上构造一个二维伪随机数矩阵来进行图像加密.仿真实验结果表明,该算法具有较大的密钥空间,对密钥具有极高的敏感性,密文具有良好的扩散和统计特性,可以有效地抵御穷举攻击、敏感性攻击以及统计攻击等.     

一种基于二维Logistic混沌映射的VEA加密算法设计

提出一种基于二维Logistic混沌映射的VEA加密算法,即通过二维Logistic混沌系统方程,产生2组具有混沌特性的二进制密钥流序列,再与图像的DCT系数进行两次加密,得到加密图像。通过使用混沌密钥进行二次加密的视频数据,具有安全性高、抵抗攻击能力强等特点。