复合级联混沌的彩色图像加密算法

分析了目前基于混沌系统的彩色图像加密算法,其中发现在混沌彩色图像加密过程中安全性方面的不完善,并在此基础上提出了一种新型的基于级联混沌的多重像素置乱彩色图像加密算法。该算法采用了Kent-Logistic的级联混沌与Henon离散混沌的复合系统,同时结合Arnold映射和像素排列切割的多重像素置乱方法,使得图像像素值和像素位置全盘置乱扩散,从而达到明文图像信息完全隐藏的密文效果。仿真实验表明,该算法不仅能有效抵抗选择明文（密文）攻击、统计特性分析、差分攻击,而且还具有加密效果好、密钥空间大等优点。     

基于Arnold变换的改进图像加密算法研究

随着现在图像破译技术的提高,传统的基于Arnold变换的置乱算法仅适用于正方形区域,存在很大的局限性,已经远远不能保证图片在传送过程中的安全性了。提出了一种新的多区域置乱算法的图像加密模型,即对于非正方形图像采用划分多区域,分别对每个区域进行置乱的思想。实验数据显示,新算法不仅有效地提高了图像的安全性,使破译起来无从下手,而且对置乱后的图像恢复,与原图几乎是一样的,达到了图像安全、可靠传输的目的。     

基于稀疏矩阵的Arnold数字图像加密算法

针对原有Arnold数字图像加密算法中常见的密钥空间不足的问题,提出了一种基于稀疏矩阵的Arnold数字图像加密算法--SMA;同时为了进一步提高该基于稀疏矩阵的Arnold数字图像加密算法的安全性,利用图像分层及三层加密结构的思想来加以改进,提出了安全性提升算法--3SMA(3 round SMA)。SMA算法的加密流程首先利用Arnold变换将明文图片扩散到一个较大的稀疏矩阵中,再去除稀疏矩阵中的无效元素得到密文;解密时输入密文图片,依照预先计算好的对换表将密文中的像素调整回原来的位置得到明文。3SMA算法使用三个不同的轮密钥,每一轮都处理明文图像中的两个颜色分量以达到加密的目的。实验表明,与已有的Arnold数字图像加密算法进行对比时,SMA与3SMA算法具有更高的安全性。     

基于Rijndael的彩色图像加密算法的研究

Rijndael算法是针对一维数据流的密码算法.将Rijndael应用在数字图像加密中,并改进了Rijndael中的行移位变换、列混合变换和密钥扩展方案,提出了一种基于Rijndael和随机数序列的图像置乱算法.该算法主要利用密钥异或来实现图像像素值的变换、S-盒变换来完成图像像素的替代、行移位变换和列混合变换来实现图像像素的重新排列.由于有Rijndael的安全性作为保证,使加密后的图像安全性得到进一步地提高.     

一种基于高维矩阵变换的混沌图像加密

提出了一种基于Henon混沌系统和高维准对角矩阵变换的图像加密算法.由初始密钥控制二维Henon混沌映射生成两个置换矩阵和多个环上二阶可逆矩阵.利用获得的置换矩阵结合两类平移变换置乱原始图像;进一步,以二价可逆矩阵为子矩阵构造高维准对角矩阵,再对置乱密文进行高维矩阵变换(模运算)实现灰度值替代二次加密.仿真实验结果表明,该算法易于实现,加密效果理想,对密钥和明文具有敏感依赖性,安全性高。     

一种基于Logistic-Sine-Cosine映射的彩色图像加密算法

科技的飞速发展为拍摄和分享图像带来了便利,但随着图像数据的急剧增多,泄露和篡改等安全问题也频频发生,图像加密技术的应用迫在眉睫,尤其是彩色图像的加密急需改进与发展.传统的加密技术主要是针对数据流加密,其效率低、计算量大,存在一定的局限性.基于变换域加密将图像从空域变换到频域进行加密再变换到空域,属于一种有损加密.基于混...     

基于小波变换的抗退化混沌图像加密算法

针对图像加密普遍存在高复杂度和安全性差的问题,结合抗退化混沌系统和小波变换,设计一种图像加密算法。利用Lorenz混沌系统,进行抗退化处理,生成混沌序列;使用小波变换,通过混沌序列对各子带系数进行置乱处理,同时对低频子带系数做扩散处理,小波逆变换后得到初始加密图像;对初始加密图像进行像素值的扩散和像素间耦合加密得到最终加密图像。仿真结果表明,该算法的密钥空间大,密钥敏感性强,可以抵抗各种攻击,具有较高的安全性和实用性。     

基于混沌和小波变换的音频加密算法

为使音频信息可以在信道中安全传输,提出了一种在MPEG压缩的背景下基于混沌和小波变换的音频加密算法。首先对信号采用随机矩阵进行扩充来改变原信号的幅值,其次在“时域-小波域-时域”利用Logistic混沌映射进行3次音频信号置乱和扩散加密操作,最终得到加密信号。通过分段Logistic映射生成密钥的随机矩阵。理论分析发现,所提算法的密钥空间明显增大。实验结果表明,得到的音频加密信号的直方图分布更均匀,信号间的相关度变小,密钥敏感度增强。因此,提出的音频加密算法具有较高的安全性。     

基于高维矩阵变换的雪崩图像置乱变换

传统的以高维Arnold变换和高维Fibonacci-Q变换为代表的基于高维矩阵变换的图像置乱方法,虽然具备较好的安全性,且能改变被置乱图像的灰度特征,但存在可恢复周期长,且对攻击不具备全局扩散能力等问题,在应用中存在缺陷。针对以上问题,基于高维矩阵变换,构造了雪崩图像置乱变换,该置乱变换可通过逆变换对图像进行置乱,通过正变换对置乱图像进行恢复,因而可减少由置乱图像恢复为原始图像的迭代次数,同时理论和实验结果表明该置乱变换在受到各种攻击时的强脆弱性,因而可用于数字作品完整性鉴别的脆弱水印构造。     

基于混沌和位运算的图像加密算法

为了有效改进图像加密效果及其安全性,在对基于混沌系统及位运算的图像加密算法进行研究的基础上,提出一种改进的数字图像加密算法,该算法首先采用Logistic映射产生混沌序列构造行、列置乱向量进行像素位置的置乱,再利用分段非线性Logistic产生的序列构造灰度置乱放大因子,对图像进行灰度置乱,且对两个过程进行迭代操作。该算法不仅密钥空间增大,灰度直方图更加均匀,而且像素相关性变弱,运算速度较传统算法更快。实验结果表明,改进算法具有良好的加密效果和安全性。     

基于新混沌与矩阵卷积运算的彩色图像加密算法

针对彩色图像加密过程中出现的强相关性和高冗余问题,提出基于云模型的Fibonacci混沌系统与矩阵卷积运算的彩色图像加密算法。首先对彩色图像的R、G、B分量拼接图像像素点坐标变换置乱;然后将混沌序列值作为卷积核的输入值与像素值进行矩阵卷积运算,实现像素值置换;再与云模型Fibonacci混沌序列及前相邻像素值进行正反双向2次异或操作生成加密图像。实验分析表明,加密后的图像直方图更加平滑,像素分布均匀,图像相邻像素相关性低,加密图像RGB分量平均水平、垂直和对角相关系数分别为-0.0010,0.0016和0.0031,能够抵抗差分攻击、明文攻击、噪声攻击和剪切攻击等攻击实验,提出的新加密算法具有加密安全性高、抗干扰性高、鲁棒性强等特点。     

基于高维超混沌系统和矩阵张量积的图像分组加密新算法

目前混沌加密算法主要存在三方面的不足:1)采用低维混沌序列造成混沌退化;2)采用的混沌系统结构过于简单;3)算法只依赖于混沌系统的结构和密钥。针对这些不足,提出一种新的图像分组加密算法。为了克服混沌退化,算法借助矩阵张量积将高维超混沌系统所产生混沌序列和一维混沌序列充分耦合,产生像素扩散矩阵。在此过程中,用明文信息控制扩散矩阵生成,使算法与明文相关,提高了算法的安全强度。     

基于多级多层置乱的数字图像加密新算法研究

首次提出了一种基于多级多层置乱的数字图像新型加密算法。对置乱策略、方法与步骤等关键技术进行了详细讨论。该算法依据信息密级,把置乱划分为初、中、高三个等级,通过逐步深化的置乱层,复杂像素位置变换,然后利用非对称椭圆曲线密码体制(ECC)对系列关键参数进行加密。实验例证对算法的安全性、可靠性和效率进行了验证与分析。表明该算法具有足够大的密钥空间,破译耗时趋于+∞,安全性能好和加密效率高等突出优点。为满足航空航天、军事机要、国家安全等领域网络平台下的高机密信息安全交互需求,提供了一条新途径。     

一种基于位平面的图像加密算法

在不移动像素情况下达到对图像进行加密目的,提出一种基于图像位平面的加密算法。按像素比特位对图像进行分解,得到图像位平面,再利用两个Logistic混沌系统构造二值矩阵与中间密钥矩阵对位平面执行置乱加密,最后将各个位平面叠加得到密文图像。     

基于四维混沌系统的数字图像加密算法

根据高维混沌系统具有更高安全性的特点,提出一种基于四维混沌系统的数字图像加密算法。实验结果和分析表明,该算法加密效果良好,具有很强的明密文敏感性,密钥空间大,能够抵御统计攻击、穷举攻击,具有较强的抗干扰能力,即便是攻击者知道加密所采用的混沌系统和具体的加密算法,但只要不知道完整的密钥,想要解密出原始图像也是比较困难的。该算法具有较高的安全性。     

基于DNA序列的彩色图像加密算法

结合混沌系统和DNA密码学,提出了一种基于DNA序列的彩色图像加密算法。该算法应用了DNA序列的加法、减法、异或运算,并且把彩色图像分解为位平面进行处理。首先对彩色图像位平面分解、DNA编码;然后对DNA平面置乱、DNA加法运算、DNA异或运算;最后进行DNA解码、位平面合并,得到密文图像。实验结果表明,原始图像加密后的图像类似噪声,加密后的直方图变得更平滑,对密钥有很高的敏感性,密文图像的随机性好,密文图像相邻像素之间相关性低。