新图像加密技术

给出改进的广义 Arnold 映射方程,加快了图像置乱的速度。采用一种改进的Lorenz 三维混沌系统产生的序列作为图像二次加密的密钥,扩大了密钥空间,克服了一维混沌系统不能抵御相空间重构攻击的缺陷。仿真实验表明,该算法可以有效地加密图像,密文具有在整个取值空间均匀分布的特性,相邻像素具有近似于零的相关性,且得到的密文可以无损还原。     

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。     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

针对Logistic映射应用于图像加密时迭代点比较集中、遍历性较差的问题,提出一种改进的基于斜帐篷映射与脱氧核糖核酸(DNA)理论的图像加密算法。利用斜帐篷映射产生2组混沌序列来置乱图像中像素的位置,对初步置乱后的图像进行DNA编码,使其成为一个DNA序列,再由斜帐篷映射产生一组混沌序列以置乱DNA序列,通过DNA反变换得到最终的加密图像。从安全性和置乱程度2个方面进行仿真分析,结果表明,与Arnold变换、Hilbert曲线等传统置乱方法,以及Logistic映射与DNA理论相结合的算法相比,该算法具有更好的加密特性。     

基于Arnold变换的混沌轨道遍历性的数字图像加密

提出一种基于Arnold变换的图像加密新算法.利用二维和三维Arnold变换混沌轨道的遍历性,提出一个新的空间置乱方法.该方法可以改进传统的Arnold变换置乱方法密钥空间小的缺点,并可以提高置乱度.利用耦合映象格子(CML)映射对图像灰度值进行扩散,进一步扩大了密钥空间,提高了加密系统的安全性.实验结果表明,本文的加密算法加密效果好,安全性高,可以抵抗统计分析并具有抗JPEG压缩、剪切等攻击的鲁棒性.     

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。     

一种基于双一维混沌系统的图像加密算法

提出了一个基于双一维混沌系统的图像加密算法。该算法利用双一维混沌系统对图像进行替代和置换变换,采用双混沌系统扩大了密钥空间,并增加了密钥的复杂性;将替代和置换结合提高了加密的安全性。实验结果表明,该算法运算速度快,密文分布特性好,密文对密钥敏感。证明了本算法具有较高的安全性。     

基于超混沌系统的多权限多图像加密算法

为有效改善多图像加密质量及其对数据传输的安全性,提出一种基于超混沌系统的多权限多图像加密算法.首先,将L幅明文图像分别进行分段线性混沌映射(piece-wise linear chaotic map, PWLCM)的双层交叉耦合操作,并通过异或进行合并得到类噪声图像;接着,采用最低有效位嵌入算法将类噪声图像嵌入到第L+1幅明文图像信息中,得到半加密图像;最后,通过结合一维的cubic映射和一维帐篷映射,产生一个二维cubic-帐篷混沌映射(two-dimensional cubic-tent modular map, 2D-CTMM),利用其对半加密图像扩散后进行双层阶梯置乱,得到密文图像.实验结果表明:所提方法对明文以及密钥十分敏感,密钥空间大,可以有效抵御统计攻击和差分攻击,并且该算法在保证安全性的前提下,实现了用户多权限解密以及用户部分解密工作.     

基于量子混沌映射的高效安全的图像加密算法

提出了一种基于带密钥的广义Arnold变换和量子混沌映射的图像加密算法。首先,利用二维Logistic映射产生初始条件和参数;其次,利用带密钥的广义Arnold变换对彩色图像的像素值进行置换;最后将初始条件和参数代入到量子混沌系统中,由该系统产生的一系列伪随机数与图像的像素值进行异或,改变各个位置的像素值,进而达到加密的效果。为了提高加密系统的复杂性和随机性,二维Logistic映射和二维量子混沌映射都结合加权耦合映像格子以运用到加密系统中。     

一种快速的混沌图像加密算法的设计与分析

近年来,大数据的出现和云计算的快速增长,使得多媒体数据的安全加密技术成为研究热点。图像加密技术在军事图像数据库、保密视频会议、付费电视、健康管理系统、在线私人相册等许多应用中发挥着重要的作用。混沌理论具有和密码学要求一致的固有优点,使得基于混沌的图像加密算法得到了广泛的研究。本文设计实现了一种基于混沌理论的快速图像加密算法,并对算法的性能进行了检测和分析。在加密过程中,先利用斜帐篷映射产生和明文图像相关联的控制参数,再将图像灰度值矩阵分裂为两部分进行Arnold置乱,实现像素位置和灰度值的改变。灰度扩散时,用二维实参数Arnold映射产生密钥流,密钥流和图像像素值序列经过异或运算和模运算后得到密文图像的灰度值序列。实验分析发现,图像经过一轮加密即可满足安全性要求,算法加密性能和效率均较高。     

对多混沌映射图像加密算法的分析与改进

对一种多混沌映射图像加密算法进行分析,分析结果表明,该算法不能抵抗选择明文攻击和差分攻击,为此提出一种改进的自适应多混沌分块图像加密算法。将图像分成上下两块,使加密因子与明、密文相关联;改进加密公式,使密文与明文、密钥的关系复杂化。实验结果表明,改进算法的安全性高,克服了原算法不能抵抗选择明文攻击和差分攻击的缺陷,拥有更好的密文统计特性,且密钥空间巨大、加密速度快。     

基于混沌与拟仿射的高效选择性彩色图像加密算法

一些传统的图像加密算法不仅计算量大,且在新型攻击方式下并不能提供安全保障。针对这些问题,提出一种更具安全性且轻量加密算法,结合数学模型拟仿射变换与混沌序列对彩色图像进行选择性加密。对明文图像进行分块,并计算每块的相关系数;与预定义的阈值相比,具有较大相关系数的块与斜帐篷映射生成的随机数进行异或运算;利用拟仿射生成的两种随机序列对图像进行重新排列。通过检测加密时间、相关系数、直方图、信息熵、秘钥敏感度等证明了该方案具有高效、安全的特性。     

基于Baker映射的混沌图像加密算法

提出了一种基于二维Baker映射的混沌图像加密算法,通过图像置乱和像素值变换实现了图像的加密.实验证明,该算法密钥空间大,安全性强,能够实现对任意大小图像的加密,具有良好的加密效果.     

一种新的基于双混沌系统的图像加密方案

提出了一种新的基于双混沌系统的图像加密方案。把Chen’s系统和Logistic映射结合起来产生随机性更加良好的三维混沌密钥序列,并从密钥序列中通过采样提取出新的用于加密的序列。提出了图像置乱算法和替代加密算法,利用Logistic映射产生的一维混沌序列来实现像素位置的置乱,像素值加密算法采用按分组进行加密和二次加密来对像素值进行加密。通过实验测试表明：算法具有良好的像素值混淆和扩散性能,有较强的抗统计攻击的能力和足够大的密钥空间,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,且相邻像素具有零相关特性。这些结果表明了所提出方案有很高的安全性。     

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。     

一种基于四维混沌映射的图像加密算法

混沌映射所具有的初值敏感性和随机性,使得基于混沌理论的图像加密算法成为一个研究热点。绝大多数学者都采用低维的混沌映射,而四维混沌映射相比于低维映射参数更多也更复杂。该文用四维混沌映射进行图像加密,在增加密钥量的同时,加密的速度并没有降低,而且具有抗穷举攻击和统计攻击的能力。对一幅1 024×768的24位BMP图像来说,加密时间约为0.35 s,解密时间约为0.361 s,可以满足传输要求。     

基于多维混沌系统组合的图像加密新算法

提出了基于多维混沌系统同时对图像像素位置置乱和像素值加密的新算法。利用广义Arnold映射对图像像素位置进行置乱；利用三维Liu混沌系统产生的混沌序列得到整数密钥序列，对置乱图像像素值逐个进行加密。实验表明这种加密算法具有密钥空间大、安全性高的优越性，加密图像像素值具有类随机均匀分布特性，相邻像素具有零相关特性。     

基于二维超混沌序列的图象加密算法

图象加密日益受到重视,许多加密算法被提出,其中一维混沌加密算法由于利用了混沌序列的良好复杂性、伪随机性和对初值的敏感特性而具有较好的加密性能,但与其他方法比较,其最大的缺陷是密钥空间太小.为此研究了一种基于二维超混沌系统的图象加密新方法,设计了若干个形式简单的二维超混沌模型,把它们生成的混沌序列变换成加密因子序列,采用纵横两重逐位模2加运算来加密、解密图象.实验研究表明,该方法加密速度快,密钥空间增大,抗破译强度提高,并有一定抗破损鲁棒性.     

一种改进的Arnold Cat变换图像置乱算法

Arnold Cat变换是经典的图像置乱算法,但其存在密钥量小,置乱视觉效果差的缺点。同时置乱仅仅是重新排列图像各像素点的位置,像素值并没有发生改变,这样攻击者就可以通过统计分析等手段进行破译。针对Arnold Cat变换的不足,运用混沌理论,提出了一种基于均匀性的改进Arnold Cat变换置乱算法。仿真实验证明改进的算法具有密钥量大、置乱视觉效果好、图像的位置和像素值均发生本质改变等优点,增加了图像加密的安全性。     

基于分数阶Rossler混沌序列的图像加密

图像加密在当前信息安全堪忧的背景下显得尤为重要。传统加密方法是利用整数阶混沌序列或者其它低维离散序列的一个或者多个系数作为密钥对图像信息进行加密,由于加密序列相对简单且密钥空间较小,导致安全性不佳。本文提出基于分数阶Rossler混沌序列的图像加密算法,该算法以分数阶Rossler混沌系统的阶次和系统参数作为密钥,增大了密钥空间,而分数阶混沌系统特有的记忆特性,有效地增加了混沌序列的复杂性,使其在图像加密上更具安全性。