| 一种基于混沌的代换-置换结构图像加密算法 |
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| 引用本文： | 蔡俊,陈昕,向旭东.一种基于混沌的代换-置换结构图像加密算法[J].计算机科学,2014,41(9):158-164. |
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| 作者姓名： | 蔡俊 陈昕 向旭东 |
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| 作者单位： | 1. 北京信息科技大学计算机学院 北京100101
2. 北京科技大学计算机与通信工程学院 北京100083 |
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| 基金项目： | 本文受国家自然科学基金面上项目(61370065)资助 |
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| 摘 要： | 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。
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| 关 键 词： | SP结构 图像加密 混沌 三维Arnold映射 Logistic映射 |
| 收稿时间： | 9/5/2013 12:00:00 AM |
| 修稿时间： | 2013/12/8 0:00:00 |
Substitution-Permutation Network Structured Image Encryption Algorithm Based on Chaotic Map |
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| CAI Jun,CHEN Xin and XIANG Xu-dong.Substitution-Permutation Network Structured Image Encryption Algorithm Based on Chaotic Map[J].Computer Science,2014,41(9):158-164. |
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| Authors: | CAI Jun CHEN Xin and XIANG Xu-dong |
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| Affiliation: | School of Computer,Beijing Information Science & Technology University,Beijing 100101,China;School of Computer,Beijing Information Science & Technology University,Beijing 100101,China;School of Computer & Communications Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | SP network Image encryption Chaos 3D arnold map Logistic map |
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