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.     

适合于网络传输的二次置乱图像加密算法

为了保证数据的安全性,在网络中传输的图像数据常需要进行加密处理。在这一过程中,不但要考虑加密算法的安全性,还需要考虑加密算法对码率的影响,以及图像传输的实时性要求。提出了一种基于二次置乱的图像加密算法,该算法将图像按一定的大小划分成若干宏块,对每一行的宏块进行置乱。然后在离散余弦变换的基础上,对量化以后每个8×8矩阵随机选取前任意数量的交流（AC）系数并进行置乱。理论分析和实验结果表明,该算法既保证了网络传输过程中图像内容的安全性,又在码率、运算复杂度上有很好的性能,平均码率增长6.478％,满足网络传输的实时性要求。同时,该算法满足格式兼容性并具有一定的容错能力,适合作为基于网络传输的图像加密算法。     

结合P张量积压缩感知的混沌图像加密算法

针对目前数据加密算法缺乏隐蔽性的缺点, 提出了一种结合P张量积压缩感知(P-tensor product compressive sensing, PTP-CS)模型和新分段混沌映射(segmented chaotic map, SCM)的视觉安全图像加密算法. 首先, 根据“拉伸和挤压”机制设计出一新的具有分式结构的分段混沌映射, 用以构建受控测量矩阵. 其次, 在测量矩阵和密码流的共同控制下, 明文的小波包系数矩阵经过二维阿诺德置乱、线性测量以及双向异或扩散生成视觉上无语义的中间秘密图像. 然后, 再采用数字隐写编码方法将其随机地嵌入到某一非涉密传输介质中以同步实现对敏感明文数据的内容和视觉的双重保护. 最后, 一系列的仿真实验和安全性分析表明所提加密算法能够抵御多种常见的攻击, 且具有很好的视觉安全性和压缩性能.     

基于压缩感知和超混沌系统的多图像加密算法

为了有效改善传输速率并降低带宽负担, 提出一种基于压缩感知和超混沌系统的多图像加密方案. 首先将多幅原始图像拼接成新的明文图像, 并将部分明文信息与随机正整数结合产生混沌系统初始值, 利用超混沌系统产生的伪随机序列生成加密过程所需的测量矩阵、置乱序列及扩散序列. 其次通过离散小波变换、阈值处理以及并行测量对明文图像进行压缩处理, 有效减少运算数据量, 大大加快运行速率. 最后通过无重复置乱操作和双向加模扩散得到最终的密文图像. 经多个层面的仿真模拟实验, 验证了所提算法能有效抵御剪切攻击, 且具有比较高的安全性.     

小波变换和SHA-1相结合的图像压缩加密

针对图像分层树集划分编码的安全性问题,提出一种将小波变换和SHA-1(security hash algorithm-1)相结合的图像加密算法(DSCE).首先将图像小波变换后的系数分为低频和高频两部分,然后将低频系数、初始密钥及图像像素和,通过SHA-1置乱加密SPIHT编码高频系数;将部分加密高频系数和初始密钥,通过SHA-1置乱加密Huff man编码低频系数,在压缩过程中实现低频和高频部分相互加密.仿真结果表明,DSCE算法密钥空间大,对密钥和明文敏感,同时有效提高图像存储和传输效率.     

一种图像混合加密算法仿真研究

图像加密可以保证网络安全传输,而传统加密方法缺乏扩散整个图像空间,造成效果差。为解决上述问题,提出一种小波变换的低频系数置乱和空域象素值替代相结合的混合图像加解密算法,结合了变换域和空域加密的特性。加密过程采用经典混沌模型生成密钥流矩阵,设计两种基于异或与模运算的可逆变换用于置乱与替代操作,使得加密流程清晰易操作,同时采用模块化思想,并行加密,提高了加密效率。通过仿真,将加密算法应用于彩色图像,获得了理想的加密效果,并可以满足图像信息安全传输对加密算法所要求的密钥空间大,具有强的抵抗统计分析和恶意攻击的能力,可以保证图像数据的无隐患传输。     

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.     

基于改进cat映射与混沌系统的彩色图像快速加密算法*

针对已有基于混沌系统的图像加密算法计算复杂度较高的问题,基于改进cat映射提出一种计算复杂度较低、易于实现的彩色图像加密算法。本算法包括置乱与扩散两层,置乱层采用比特置乱代替传统的字节置乱,彻底打乱图像各像素的位置,并且对传统二维cat映射进行改进,大幅度地提高了计算效率,采用均匀的混沌伪随机产生器动态地改变加解密过程每轮的控制参数,提高了加密系统的安全性;扩散层则采用比特矩阵方法将每块扩散处理。基于真实图像的实验结果表明,本算法可抵御不同类型的攻击,计算效率较高。     

结合超混沌系统和Logistic映射的视频图像加密算法

对视频图像使用传统的单幅图像加密算法,容易出现算法耗时长、效率低等问题。为提高视频图像加密效率,通过使用细胞神经网络（CNN）超混沌系统和Logistic混沌映射,提出一种单帧逐一加密和多帧组合加密相结合的算法。根据视频帧使用SHA-256生成Logistic初值,经过Logistic映射迭代得到Logistic混沌序列,利用生成的混沌序列对视频帧逐帧扩散。将视频帧以二进制的形式组合成一个矩阵,把根据组合矩阵产生的初值代入CNN超混沌系统,利用得到的混沌序列对组合矩阵进行置乱,视频所有帧各像素点扩散、置乱一步完成,从而缩短加密时间。在此基础上,将组合矩阵重新分解为单帧图像,得到最终加密的视频图像。实验结果表明,在算法中使用高维超混沌系统安全性更高,能够有效缩短加密视频图像的耗时,且能抵抗统计攻击、差分攻击和暴力攻击,具有较好的安全性。     

改进混沌方程及压缩感知理论图像加密算法

针对传统Logistic混沌系统混沌性能低,生成伪随机序列随机性较差等问题,本文提出一种新的改进Logistic混沌方程,并与Lorenz超混沌系统、压缩感知理论相结合构建一个多混沌图像压缩加密系统。在加密过程中与传统加密算法相结合,进行置乱、扩散操作最终获得密文图像。通过改进的Logistic混沌方程获得随机性能更好的伪随机序列来构造受控测量矩阵,仿真实验表明通过改进的Logistic混沌方程来构造的受控测量矩阵在压缩率为75%的条件下峰值信噪比达到34.26 dB,与传统Logistic混沌方程相比在同等条件下提高约10 dB,并且该算法有较好的抗差分攻击性能,像素改变率（NPCR）与统一平均变化程度（UACI）接近理论值。故本文提出的加密算法具有较好的压缩性、安全性以及信号重建特性。     

基于压缩感知和DNA编码的图像加密算法

针对传统图像加密算法安全性能差和传输效率低等问题,提出了一种基于压缩感知CS和DNA编码相结合的图像压缩加密算法。首先,采用CS对待加密图像进行预处理,在预处理过程中由克罗内克积KP构造测量矩阵并按比例缩小原始图像。接着,利用超混沌Bao系统产生的混沌序列动态控制DNA编码、解码和运算方式,对压缩图像进行加密和解密。最后,通过重构算法得到重构图像。该算法最大限度地利用了超混沌Bao系统产生的混沌序列,通过将生成的混沌序列整数化,对原始图像进行DNA扩散操作。仿真实验和结果分析表明,该算法能有效提高图像的传输效率和安全性。     

基于混沌系统和分数阶傅里叶变换的图像加密算法

设计一种基于混沌系统和FRFT（Fractional Fourier Transform）的图像加密算法。图像加密过程分两个步骤：首先利用混沌系统生成的置乱矩阵对图像进行置乱加密,然后利用FRFT将置乱加密的图像进行双随机相位加密得到最终的加密图像。该方案的安全性依赖于混沌系统的参数敏感性、相位掩膜和FRFT阶的随机性。理论分析和仿真实验表明,该方案具有良好的图像加密效果。     

基于混沌映射的压缩图像加密算法

在分析现有DCT系数加密算法安全性的基础上,提出了一个空域加密和频域加密相结合的JPEG压缩图像加密算法。理论分析与计算机仿真实验表明,该算法具有很好的加密效果,对压缩算法的压缩效率影响很小,能充分满足压缩图像加密算法的要求。     

一种加密域鲁棒图像哈希算法

随着云计算的发展,越来越多的多媒体数据存储在云端,出于安全需要,往往需要对其加密后再上传至云端进行存储或运算等操作.针对加密图像,在不具备图像明文内容的情况下,为了认证图像内容的完整性和真实性,提出了一种基于Paillier同态加密的鲁棒图像哈希算法.该算法主要由3个部分构成:图像所有者端图像加密,云服务器端密文图像哈希计算以及接收者端明文图像哈希生成.具体地,图像所有者对图像进行Paillier加密,并将加密图像上传至云服务器,由云服务器利用Paillier密码系统的运算法则执行加密域DCT与Watson人眼视觉特征等的计算,并利用密钥控制的伪随机矩阵增加哈希的随机性,接收者解密并分析接收到的密文哈希,生成明文图像哈希.实验结果表明,所提算法在鲁棒性、唯一性和安全性上具有较理想的性能.     

基于频域压缩和二维离散混沌的图像加密方案

针对数字图像加密安全与效率的矛盾性问题,提出了一个基于二维离散超混沌和频域压缩的数字图像加密方案。首先,通过对图像分块得到图像矩阵,并将其转换成频域矩阵。然后在密钥的驱动下,使用超混沌系统对频域矩阵进行加密,使其具有很高的安全性和随机性。接下来,采用哈达玛变换对加密后的频域矩阵进行变换,进一步增强加密的安全性。最后,采用压缩编码技术对加密后的矩阵进行压缩,达到减小传输数据量的目的。实验结果表明,提出的图像加密方案具有很高的加密强度和安全性,在保证加密效率和图像质量的前提下,减小了传输数据的大小,提高了传输效率。同时,该方案具有较强的鲁棒性,能够抵御各种攻击,具有良好的应用前景。     

新的基于双混沌系统和压缩感知的图像加密算法

Image encryption technology plays an important role in today’s multimedia applications and Internet information security transmission. However, most image encryption algorithms still have problems, for example, cipher images occupied high bandwidth during transmission, image encryption speed is slow, image encryption algorithms are not associated with plain image, and there is no complete ciphertext feedback mechanism. These prob-lems all affect the security and easy use of image encryption algorithms. In order to solve the above problems, the compressive sensing technology and chaotic system were studied, and a new image encryption algorithm based on double chaotic system and compressive sensing with plaintext association was proposed. The plaintext image association key was used to associate the plain image hash value with the Logistic chaotic system parameters. Discrete wavelet transform, was used to sparse the plain image. Then the random measurement matrix was generated by the Logistic chaos system, and the image was encrypted once by combining the compressive sensing technique and the random measurement matrix to obtain the intermediate image. The intermediate image was hashed again, and the Rucklidge chaos system initial value was associated with the plain image hash value together. The Rucklidge chaotic system and encryption algorithm were used to control the intermediate image for secondary encryption and accord-ingly obtain the cipher image. The encryption algorithm was a new plaintext correlation encryption algorithm, which used the image’s own pixel value to control the scrambling of the intermediate image. It also enhanced the plaintext association and established a ciphertext feedback mechanism. Simulation results and performance analysis show that the algorithm has good encryption performance. The encrypted image can be compressed according to the compres-sion ratio, effectively reducing the size of the cipher image. Moreover, it is resistant to common attacks such as known plaintext attack, selective plaintext attack and differential attack, which is better than other common image encryption algorithms. © 2022, Beijing Xintong Media Co., Ltd.. All rights reserved.     

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。     

基于2D sine Logistic混沌映射的医学图像频域加密算法

针对现有医学图像加密算法在加密效率和安全性上的不足,提出一种基于2D sine logistic混沌映射的医学图像小波域加密算法。算法首先利用整数小波变换将医学图像从空域转换为频域,充分打破像素间的相关性;其次,利用2D sine logistic混沌映射生成混沌序列,选取三级小波分级的低频系数LL3进行扩散和置乱加密,提高加密效率;并且将二级小波分解的中高频系数HL2和LH2进行扩散加密,解决加密图像中存在的明显轮廓问题;最后将加密后的小波系数进行小波逆变换得到加密图像。实验仿真结果表明,算法具有高安全性和加密效率,与现有空域方法相比,加密时间约为1/40;与现有频域方法相比,在保证加密效率情况下具有更好的加密图像隐蔽性。