基于耦合混沌系统的彩色图像加密算法

讨论了一种新的彩色图像加密的算法。该算法以Lorenz混沌系统的初始条件作为初始密钥对图像进行异或预处理,由Logistic映射和Lorenz系统产生的混沌序列分别对图像进行置乱和扩散操作。该算法以处理后图像数据作为置乱过程中Logistic映射的初始值,实现Lorenz系统与Logistic映射的耦合,大大提高了算法的安全性。该算法具有良好的置乱和扩散效果,加密解密速度快,有良好的抗噪声能力。     

基于三维混沌序列的数字图像加密算法

对Lorenz序列进行了改进,改进后的序列具有理想的伪随机特性。提出了应用改进后的Lorenz序列进行图像加密的算法,该算法对图像的像素和空间位置均进行置乱。仿真及分析结果表明,该算法密钥空间大,具有较好的统计特性、较强的抗干扰能力和较高的执行效率,加密效果对密钥敏感。     

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。     

切延迟椭圆反射腔映射系统混沌序列的改进与彩色图像加密算法

为了提高切延迟椭圆反射腔映射系统(TD-ERCS)的性能,实现对彩色图像信息的有效保护,提出了一种对TD-ERCS混沌序列的改进和基于该改进序列的彩色图像加密算法。分析与研究了TD-ERCS并加以改进,得到随机性能理想的四维混沌实值序列和二值序列;将彩色图像RGB三分量合成一图像后应用改进的TD-ERCS混沌序列以8×8分块置乱,从而加密图像。理论分析和实验结果表明,TD-ERCS改进序列性能更好;彩色图像加密算法密钥空间大,具有较好的加密效果和高的加密效率,并对统计分析具有较好的安全性和较强的抗JPEG压缩攻击能力。     

空域彩色图像混沌加密算法

针对彩色图像的存储特性提出一种混沌加密算法·该算法首先对Lorenz系统输出的实值混沌序列进行预处理,然后利用其构造置乱索引矩阵,进而实现空域彩色图像三基色置乱·实验结果表明:与Arnold变换比较,文中算法有着良好的置乱度;同时利用系统三输出以及8×8块式空域置乱,大大地提高了加密效率;高维混沌系统的密钥空间进一步加强了算法的保密性和安全性·     

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。     

混沌映射和流密码结合的图像加密算法仿真

为了有效改进彩色图像加密的效果和安全性,在对采用混沌映射的图像加密算法研究的基础上,提出一种结合混沌映射和流密码的彩色图像加密算法。加密过程采用置乱-扩散结构:在置乱阶段首先根据输入图像初始化Kent混沌系统,再利用Kent混沌系统生成ZUC-256流密码算法的初始密钥和初始向量,ZUC-256算法随后生成随机序列对彩色图像进行R、G、B三轮像素值置乱。在扩散阶段同时使用Kent混沌系统和ZUC-256流密码算法生成的随机序列对输入图像的像素值进行扩散。仿真结果显示,提出的算法具有加密算法简单、密钥空间大等特点,能较好地抵抗差分分析攻击、统计特性攻击。     

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。     

一种新的彩色图像加密和解密算法

为实现对数字彩色图像信息的有效保护,提出一种基于Lorenz混沌序列的彩色图像加密及抗剪切攻击解密算法。对Lorenz系统输出的三维混沌序列进行改进,使其具有理想的伪随机特性。根据这三维序列依次改变RGB三分量组合图像的像素位置和像素值,从而实现图像加密;在解密时,给出一种基于邻域相邻像素特性的加密图像抗剪切攻击恢复算法。应用评价指标对加解密效果和安全性进行分析。理论分析和实验结果表明,该算法密钥空间大,具有较好的加解密效果和效率,对统计分析具有较好的安全性和较强的抗剪切攻击能力。     

彩色图像加密及抗剪切攻击解密算法

为了实现对数字彩色图像信息的有效保护,提出了一种基于Lorenz混沌序列的彩色图像加密及抗剪切攻击解密算法。对Lorenz系统输出的三维混沌序列进行改进,使其具有理想的伪随机特性。根据这三维序列依次改变RGB三分量图像的像素位置和像素值,从而实现图像加密;解密时,给出一种基于邻域相邻像素特性的加密图像抗剪切攻击恢复算法。最后应用评价指标对加解密效果和安全性进行分析。理论分析和实验结果表明,该算法密钥空间大,具有较好的加解密效果和效率,并对统计分析具有较好的安全性和较强的抗剪切攻击能力。     

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。     

基于时空混沌和小波变换的图像加密算法

本文提出一种基于时空混沌系统的图像加密算法。首先对明文图像进行Zigzag方式扫描置乱,再对置乱后的图像分块;然后用Logistic混沌系统生成的伪随机序列对其进行置乱,置乱结束后对其进行整数小波变换,利用基于耦合映像格子CML的混沌系统生成三个伪随机序列对低频小波系数进行置乱操作,同时对低频小波系数进行扩散,然后进行整数小波逆变换;最后再由基于CML的混沌系统生成两个伪随机序列对图像像素值进行扩散操作,得到最终的加密图像。经测试,该算法具有良好的加密性能,可以有效抵挡差分、明文等攻击。     

基于改进Logistic映射的混沌图像加密算法

经典Logistic映射存在系统参数范围受限、混沌序列分布不均等问题。对Logistic映射进行改进并将其应用于图像加密中,设计一种置乱与扩散同时操作的图像加密算法。对经典Logistic映射增加模运算并对其所生成序列进行二进制比特重排,利用改进Logistic映射生成具有更好混沌特性的伪随机序列并用于加密系统的置乱和扩散阶段。将所生成的伪随机矩阵与明文图像矩阵进行异或操作以实现明文图像预加密。在此基础上,采取置乱与扩散同时操作的策略以置乱和扩散预加密后的图像从而得到密文图像。安全性分析及实验结果表明,该算法具有良好的加密性能和安全性,可以抵抗暴力攻击、差分攻击等常见攻击。     

Color image encryption scheme based on the combination of the fisher-yates scrambling algorithm and chaos theory

In order to obtain a more secure and effective image encryption scheme, a color image encryption scheme based on Fisher-Yates scrambling algorithm and chaos theory is proposed. First, the (secure hash algorithm) SHA-384 is used to generate the key by combining the plaintext image and the encrypted time point. Then, three groups of chaotic sequences are obtained by iterating the three-dimensional Chen chaotic system, and three groups of pseudo-random sequences are obtained by processing with the key. The first group of pseudo-random sequences combined with the Fisher’s algorithm for image pixel position scrambling. A new pixel value substitution method is proposed using the second group of sequences to control each pixel value substitution of the image. The last group generated the matrix after pixel substitution was used for diffusion transformation to obtain the final encrypted image. The test results show that the scheme has broad application prospects.

     

Color image encryption based on one-time keys and robust chaotic maps

We designed a stream-cipher algorithm based on one-time keys and robust chaotic maps, in order to get high security and improve the dynamical degradation. We utilized the piecewise linear chaotic map as the generator of a pseudo-random key stream sequence. The initial conditions were generated by the true random number generators, the MD5 of the mouse positions. We applied the algorithm to encrypt the color image, and got the satisfactory level security by two measures: NPCR and UACI. When the collision of MD5 had been found, we combined the algorithm with the traditional cycle encryption to ensure higher security. The ciphered image is robust against noise, and makes known attack unfeasible. It is suitable for application in color image encryption.     

基于混沌系统和人工神经网络的图像加密算法

针对一些基于混沌的图像加密算法中存在密钥与明文不相关, 混沌序列存在周期性等问题, 提出新的加密方案. 首先基于明文图像和哈希函数SHA-384产生Lorenz混沌系统的初值, 控制混沌系统产生混沌序列, 然后引入人工神经网络对混沌序列进行训练以消除其混沌周期性, 输出新的序列. 使用新的序列对明文图像进行置乱和扩散操作, 完成加密. 实验结果表明, 该算法提高了密文的安全性, 增大了密钥空间, 同时能抵抗各种攻击方式.     

Color pathological image encryption scheme with S-boxes generated by complex chaotic system and environmental noise

Pathological image encryption can help protect medical privacy. The paper proposes a color pathological image encryption scheme where three S-boxes are utilized to encrypt the red, green and blue components alternately. The S-boxes generated by complex chaotic system are changed dynamically, for the initial values and parameter are dependent on both the plain image and the environmental noise. The S-box switching sequence for each color component is also generated by complex chaotic system. Some effective measures have been taken to speed up the processes of encryption and decryption. Simulation result demonstrates that the scheme is suitable for color pathological image encryption.