适用于矩形图像的新二维映射图像加密算法

针对目前的图像加密方法大多只局限于对方形图像进行加密的特点,提出了一种同时适用于方形图像和矩形图像的加密算法.将基于图像分割的新二维映射用于图像位置置乱,将含有混沌映射的扩散函数用于图像灰度置乱,从而得到一种位置置乱和灰度置乱相结合的图像加密算法.实验仿真结果表明,该算法能够很好地实现对任意大小的方形和矩形图像进行加密,且具有密钥空间大(1015～1030),密钥敏感性强以及能够抵御统计和已知明文攻击等优点,基本满足图像加密的有效性和安全性要求.     

三维可逆混沌映射图像加密及其优化算法

利用混沌拉伸和折叠的原理,提出了一种三维可逆混沌映射图像加密方法及其优化算法.该方法用一个三维数据矩阵描述灰度图像,用提出的箅法将该三维数据矩阵映射为二维数据矩阵.然后,应用拉伸和折叠算法对此二维数据矩阵实现图像像素的置乱处理.最后将置乱后的二维数据矩阵还原为三维数据矩阵,得到加密图像.该加密方法足可逆的,亦可用于图像解密.推导了加密和解密算法完整的数学表达式.由于图像数据量大,利用推导的数学表达式实现图像加密和解密时计算量较大,加密时间长,因此,提出了一种优化算法.仿真结果表明,该加密方法同时实现了像素置乱和像素混淆,其优化算法将加密速度提高了3～4倍.该加密算法抵御统计攻击的能力较强,密钥敏感度高,加密速度快,安全性高.     

三维可逆混沌映射图像加密方法及其优化算法

利用混沌拉伸和折叠的原理,提出了一种三维可逆混沌映射图像加密方法及其优化算法。将灰度图像用一个三维数据矩阵描述,根据提出的算法将该三维数据矩阵映射为二维数据矩阵。对此二维数据矩阵应用拉伸和折叠算法实现图像像素的置乱处理。最后将置乱后的二维数据矩阵还原为三维数据矩阵,得到加密图像。该加密方法是可逆的,可用于图像加密和解密。推导了加密和解密算法完整的数学表达式。由于图像数据量大,利用推导的数学表达式实现图像加密和解密时计算量较大,加密时间长,针对这个问题提出了一种优化算法。仿真结果表明该加密方法同时实现了像素置乱和像素混淆,抵御统计攻击的能力增强,密钥敏感度高,优化算法明显提高了加密速度。     

基于引擎排序的图像加密动态更新算法研究

为了克服当前的混沌加密系统在整个加密过程中需多轮"置乱-扩散"带来的严重时耗缺陷,引入线性丢番图数学方程,设计了密钥动态更新规则和引擎排序机制;提出了引擎排序耦合密钥动态更新规则的图像加密算法。该算法通过引擎排序法可同时产生大量的置乱密钥和扩散密钥,避免了严重时耗问题;根据动态密钥更新规则实时改变密钥,增强密文的可靠性。由混沌映射输出线性丢番图方程的系数;根据系数求解丢番图方程,获得求解值;根据引擎排序方法重排求解值,获得新引擎;并根据新引擎产生的大量的置乱-扩散密钥来加密子图像。MATLAB仿真结果显示:该算法的密文质量优异;与当前的混沌加密算法相比,该算法的计算效率更高,只需一轮加密即可达到理想效果,有效改善了时耗现象。     

基于位平面置乱的图像加密算法研究

近年来,随着人们对电子信息隐私及网络安全重视程度的不断提高,对信息加密技术的要求更加严格,图像加密技术备受关注。因此,提出一种基于位平面的图像加密算法。将明文图像矩阵中的每个像素值分解为8个比特位,把相同位置上的比特位组合成高四位和低四位2个位平面矩阵;采用多涡卷混沌系统生成的混沌序列,对2个位平面矩阵进行置乱-扩散-置乱,得到加密图像;在MATLAB平台上进行了直方图、相邻像素相关性、密钥敏感性、信息熵、抗剪裁性等安全性分析。结果表明：所提出的图像加密算法能够进行安全有效的图像加密,且安全分析表示其加密后图像直方图平稳、像素相关性系数趋近于0、信息熵达到7.996 0以上,在加密效果与安全性方面都有良好的表现,可以抵御多种攻击的干扰,能够对图像信息进行安全保护。     

基于复合混沌的图像空域加密新算法

基于复合混沌系统,提出一种新的空域图像加密算法。首先将高4位和低4位比特拆开,形成新的图像;然后置乱新图像中像素的位置,置乱参数由混沌系统产生;对其进行非线性代换和扩散操作,这些过程中使用当前数据扰动复合混沌系统以引入自适应的加密;如此迭代2轮后将高、低平面的数据对应组合得到密文图像。算法密钥空间大,视觉效果好,符合密码学中的混淆与扩散原则,安全性高。     

利用图像分割思想的二维混沌映射及图像加密算法

根据二维混沌映射思想,设计了一种新的图像加密算法。二维混沌映射包括左映射和右映射两个子映射。通过对图像的拉伸和折叠处理,实现图像的混沌加密。沿图像的对角线方向,将方图分割为上下两个等腰三角形图像;利用等腰三角形图像两列像素之间的像素数目差,以水平方向,依次将某列中的像素插入到相邻下一列像素之中,直至将原始图像拉伸成为一条直线。最后,按照原始图像大小,将这条直线折叠成一个新的图像。映射是可逆的,可应用于图像加密,密钥设计为二维混沌映射的左映射和右映射的组合。进行了仿真研究,结果表明:当密钥为64 bit时,密钥空间为1.84×10¹⁹,加密速度约为3 Mb/s。该加密算法具有加密速度快、安全性高、没有信息损失、可移植性强和容易软、硬件实现等特点。     

基于混沌的图像置乱加密算法及MATLAB的实现

提出了一种基于混沌映射的图像置乱加密算法。借助MATLAB6.5软件平台编程实现，并研究了加密算法的抗破损能力。实验结果表明：该算法的加密效果良好，图像的抗破损能力强。     

模糊积分融合DNA编码运算的彩色图像加密算法

现有的诸多加密算法主要采用增加系统参数来提高加密系统的安全性,但过多的系统参数将导致加密效率显著降低。对此,本文提出了模糊积分置乱与DNA编码运算相融合的数字图像加密算法。首先利用Sugeno模糊积分产生密钥流,来置乱分块的DNA编码矩阵;接着对置乱后的DNA分块矩阵分别做加法运算,得到新的DNA分块矩阵;然后,利用Sugeno模糊积分对新的DNA分块矩阵执行取补操作;最后,利用耦合二维分段非线性混沌映射来进行扩散处理,完成图像的加密。实验结果表明:该算法对数字图像具有较好的加密效果,安全性好,运算效率更高。     

基于复合混沌系统的数字图像加密算法

提出一种整合了Henon映射与无限折叠混沌映射的复合混沌系统,并应用该系统生成的混沌序列进行数字图像的加密.算法以He-non映射的初值为加密系统的密钥.首先.固定无限折叠混沌映射的一个控制参数.输入密钥.迭代Henon映射,并将所生成的混沌序列的均值作为无限折叠混沌映射的另一个控制参数.然后.迭代无限折叠混沌映射以产生所需的混沌序列,最后,应用该混沌序列构建出置乱矩阵和变换矩阵,对图像进行加密.实验结果表明.该算法具有较好的加密效果和较高的安全性.     

Digital Image Encryption Scheme Based on Multiple Chaotic Systems

Image encryption is a challenging task due to the significant level of sophistication achieved by forgerers and other cybercriminals. Advanced encryption methods for secure transmission, storage, and retrieval of digital images are increasingly needed for a number of military, medical, homeland security, and other applications. In this paper, we introduce a new digital image encryption algorithm. The new algorithm employs multiple chaotic systems and cryptographic primitive operations within the encryption process, which are efficiently implemented on modern processors, and adopts round keys for encryption using a chaotic map. Experiments conducted show that the proposed algorithm possesses robust security features such as fairly uniform distribution, high sensitivity to both keys and plainimages, almost ideal entropy, and the ability to highly de-correlate adjacent pixels in the cipherimages. Furthermore, it has a large key space, which greatly increases its security for image encryption applications.     

两种基于混沌序列的图像加密方法的比较

对基于混沌序列的图像加密算法,以及基于混沌序列的图像置乱加密算法进行了分析、比较.实验结果表明:前者优势在于简单易行,加解密速度快;而后者主要优势在于抗干扰、抗破损性能更佳.     

异结构混沌同步系统图像加密方法的研究

由于混沌动力学系统具有伪随机性、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感特性,故将其与数字图像加密技术相结合,可构造出非常好的图像信息加密系统。提出基于驱动响应法实现图像加密和解密,经过仿真实验表明加密后原始图像无法从加密后的图像中提取原始信息,然而经过解密后的图像能达到与原始图像一致的效果。为了实现两异结构混沌系统在有限时间内同步数据安全通讯,分别改变线性映射关系参数和控制律参数对图像解密密钥敏感性进行分析,实验结果为图像与明文有很大差别。因此,证明了异结构混沌同步系统图像加密方法具有良好的安全性。     

基于傅里叶变换和Gyrator变换的图像加密

基于傅里叶变换和Gyrator变换对图像进行加密。将原始图像和第一个随机相位函数叠加后做傅里叶变换,然后将频域信息减去第二个随机相位函数后得到一个复函数。复函数经过Gyrator变换得到加密图像,将第二个随机相位函数作为相位密钥,同时将Gyrator变换角度作为密钥,由此增大了密钥空间和增强了系统安全性。通过数字方法对图像进行加密,解密过程用光学装置实现。计算机模拟结果表明,该加密方法解密图像质量好,系统安全性良好。     

一种基于混沌映射的图像加密算法

应用离散混沌序列易于生成,对初值敏感以及具有白噪声的统计特性,设计了一种"仿Feistel网络结构"的数字图像加密/解密算法.该算法的所有密钥都由不同的混沌动力系统产生,增加了破译难度.算法中的置换和替代操作,组成了具有良好密码特性的SP网络结构,置换也受密钥控制,增加了算法的复杂性.加密操作的输出结果依赖于密钥的强非线性耦合,增强了安全性.在"仿Feistel网络结构"的每次迭代操作中,都能够对所有的明文进行加密,提高了加密效率.最后,以Matlab中的图像Pout为例进行了仿真试验,结果表明,该算法具有良好的安全性和效率.     

灰度投影拟和算当稳定船载侦察系统获得的视频图像

提出了一种新的电子稳像算法 灰度投影拟和算法.算法包括三个部分首先是图像划分成多个子区域并保证每个区域内的像素运动是一致的;然后利用灰度投影法获取每个区域的平移运功量;最后根据每个区域的运动采用拟和法获得图像的全局运动量.此方法不公解决了灰度投影当不肥栓测到图像的旋转量的问题,同时还保留了灰度投影算法能够稳定细节丰富、特征不明显的图像的特点.试验结果表明,在实际应用中采用灰度投影拟和算法,可以提高稳像精度,保证稳像的实时性,获得最佳的稳像效果.     

图像匹配算法在跟踪印花系统中的应用

针对实时性要求较高的跟踪印花系统,提出了一种利用图像灰度特征进行跟踪匹配的算法.新方法首先通过比较直方图特征进行粗匹配,挑选出模板存在可能性较大的区域,然后通过计算横向与纵向的投影特征来实现模板的精确匹配.实验结果表明,相对于传统的灰度互相关算法,新算法匹配效果更为精确,同时减少了计算量,能够很好地满足印花系统高实时性的要求.     

基于分数小波变换的双随机相位光学图像加密技术

以分数小波变换为基本理论依据,介绍了一种基于分数小波变换的双随机相位光学图像加密技术,丰富了光学图像加密的方法。该方法通过研究分数小波变换和随机相位,得到了一种多密钥的选择性光学图像加密系统。其特点在于利用分数小波变换多层次分解的优势,结合双随机相位编码,不仅增大了密钥空间,增加了安全性,而且能够实现选择性加密,使加密技术变得更加灵活和多样。通过仿真验证了该方案,可实现多密钥加密,并结合仿真结果,理论分析了该方案的加密效果、密钥的安全性和选择性加密的优良特性。研究可知,该方案是一种新的有效的光学图像加密方案。