三维Arnold映射的周期及在图像加密中的应用

具有混沌特性的Arnold映射在图像置乱、保密通信等方面都取得了很好的效果,但Arnold变换矩阵具有周期性,因此确定变换矩阵的周期是置乱变换的重要基础。为了研究三维Arnold变换矩阵的周期性,引入了孪生Fibonacci数列对概念,并阐述了4条相关性质定理。证明了三维Arnold变换矩阵的模周期是孪生Fibonacci数列对的模周期的一半,从而找到了确定变换矩阵模周期的新方法。最后提出了一种新的基于三维Arnold映射的多轮双置乱加密算法,对比二维Arnold映射置乱加密算法,仿真结果表明该算法优势比较明显,具有一定的先进性。     

Arnold变换在二值图像置乱应用中若干问题讨论

针对二值图像的特点,讨论了二维Arnold变换在二值图像置乱中的置乱周期问题,提出一种快速Arnold变换策略,即少点置乱法,分析比较Arnold逆变换方法,针对一步恢复原图中直接求矩阵乘方会产生当矩阵元素过大超出运算精度限制时的结果错误问题,提出一种迭代取模伴随矩阵逆变换法.研究结果表明,经Arnold置乱的二值图像,其置乱周期有可能是Arnold变换周期的1/2;只对二值图像中占像素比例较小的像素进行置乱的变换策略,可提高置乱速度;对变换矩阵迭代取模后再求伴随矩阵,可得到正确的一步恢复矩阵.二值图像Arnold变换中,综合应用少点置乱法和一步恢复图像方法,可显著提高变换与反变换的速度.     

一种基于二维Logistic映射的二值图像加密方案

图像置乱变换是信息隐藏中图像加密的常用方法.但传统的图像置乱具有一定的规律性,再加上置乱具有周期性,很容易被攻击者击破.根据幻方变换和Arnold置乱,提出一种基于二维Logistic混沌映射的二值图像加密方案.通过对原图进行分块幻方变换,用二维Logistic混沌映射生成的二值序列与其进行异或操作,并进行Arnold置乱.实验结果表明该方案的加密速度快、效果好,密钥空间大,解密图像与原图像一致性良好,且具有很强的抗干扰能力.     

基于Arnold变换与CNN系统的彩色图像加密算法

为了提高图像信息的安全性,提出基于Arnold变换策略和细胞神经网络的彩色图像加密算法。首先对高度和宽度不同的图像进行处理;再对处理后图像的3个颜色分量分别进行Arnold置乱,置乱的迭代次数由明文图像、加密密钥和变换周期所决定;最后对置乱后的图像进行加密处理。解密时需根据变换周期决定Arnold反置乱的方法。从加密效果、密钥敏感性、密钥空间等方面,对该加密算法进行仿真研究,通过实验验证了该算法较强的安生性和鲁棒性。     

非等长Arnold变换图像加密算法研究

针对非等长Arnold变换在图像加密中存在加密安全性低、效果不理想等不足,结合等长Arnold变换和非等长Arnold变换,提出一种基于分块和Arnold变换的图像加密算法.首先采用分块法,将图像划分为若干方阵和非方阵;然后分别设计针对方阵和非方阵的改进算法;最后方阵和非方阵采用相对应的Arnold变换式进行置乱加密.实验结果表明,该算法是有效的,加密后图像像素点之间的相关性大幅降低,而且新算法中变换矩阵具有多样性及周期存在不确定性,显著提升了图像加密的安全性.     

一种基于混沌变换的图像加密算法

以Arnold映射和矩阵置乱变换为基础,提出基于矩阵变换的一类密钥易于扩展的图像加密系统,并分析其相关安全性。     

一种新的基于A型Arnold变换的数字图像置乱算法

基于矩阵运算的图像置乱算法具有容易生成、对初始条件敏感以及白噪声的统计特性良好等性质,但普遍存在加密强度不够、密钥空间小、留有轮廓等问题,基于A型Arnold变换矩阵,构造了一种新的数字图像置乱算法。该算法通过对3个密钥的控制,使得置乱变换矩阵具有较大的随机性。同时,该算法还具备全图像范围内的攻击扩散效果,当置乱图像受到攻击后,将无法还原成原图像,从而有效地阻止了置乱图像的暴力还原。     

基于混沌图像水印置乱系统的研究

利用置乱技术对图像水印信息进行预处理,可以提高图像水印信息的安全性,增强水印抵抗恶意攻击的能力.本文采用混沌Arnold映射扰乱图像的组成部分,破坏图像的自相关性,使得人眼无法从中提取有价值的信息.在分析基于Arnold变换图像加密算法的基础上,通过实验给出了图像阶数和Arnold变换周期的关系,并对Arnold变换图像水印的抗攻击性进行了分析,这为混沌在图像水印以及图像加密中的应用提供了理论依据.     

基于DCT-SVD和预处理的图像水印算法

为提高数字水印的鲁棒性和安全性,提出了基于DCT-SVD混合算法的图像数字水印方案。利用Ar-nold置乱方法对嵌入前的水印进行置乱预处理以降低各种攻击对水印的影响;并采用伪随机序列对Arnold置乱后的水印进行排序预处理,伪随机序列的初始位置可作为密钥,以提高水印的安全性。该算法将宿主图像分块并对各分块作DCT变换,取变换后矩阵的首个元素组成新矩阵,对这个矩阵作SVD变换,将预处理后的水印叠加到奇异值矩阵。结果表明所设计的数字水印算法对Stirmark提供的各种攻击具有较好的鲁棒性。     

基于DCT域的数字纹理图像置乱度评价方法

为了实现对图像置乱程度的评价,提出了基于DCT（Discrete Cosine Transform）域的数字纹理图像置乱度评价方法。该方法先对图像进行DCT变换,提取DCT系数的大小和分布特征,作为评价图像的置乱程度,再结合DCT利用图像的纹理特征,给出了图像置乱度评价公式,并对图像置乱方法进行了分析和评价。利用图像进行仿真测试的结果表明,与传统的Arnold变换方法比较,置乱程度提高了2倍左右。