基于掺铒光纤激光器超混沌特性的图像加密算法

针对基于低维混沌系统的图像加密算法安全性不高的问题,提出了一种新的基于掺铒光纤激光器(Er-doped fiber laser,EDFL)超混沌特性的数字图像加密算法。算法包括置乱和扩散两个阶段:首先利用离散标准混沌映射对明文图像像素位置进行置乱,同时为了提高算法效率,通过像素间的异或操作将扩散效果引入置乱阶段。然后利用EDFL超混沌系统产生的值加密置乱后的像素值,从而得到密文图像。试验结果表明:本文算法密钥空间大,密文对密钥和明文充分敏感,只需置乱和扩散的一轮循环即可获得良好的加密效果和较高的安全性能。     

参数可变的多混沌映射加密系统

利用混沌映射具有对初值和系统参数的敏感性以及轨道的不确定性,提出一种基于多个一维混沌映射的加密算法。该加密算法使用线性同余随机数发生器产生混沌映射的系统参数和3个一维混沌映射的使用顺序,同时通过输出反馈方式动态改变混沌映射初值、迭代次数以及线性同余随机数发生器参数。实验结果和安全性分析表明,该算法密钥空间大,具有对明文和密钥的敏感性,能有效抵抗选择明文等穷举攻击和统计分析攻击。     

一种基于双向扩散的混沌图像加密算法研究

利用耦合映像格子所产生的混沌信号优良特性,采用混沌密钥时变的图像像素值双向扩散的加密方案,研究提出了一种新的混沌图像加密算法,然后对所提算法进行测试仿真和性能分析,测试结果表明所提算法具有较强的安全性和有效性,足以抵抗穷举攻击、统计攻击、差分攻击、已知/选择明文攻击等各类常见的攻击.     

基于改进广义cat映射的彩色卫星图像加密算法

为了提高彩色卫星图像的加密效果,提出了一种基于改进广义cat映射的彩色卫星图像加密算法。该算法利用广义cat映射的构造思想,将离散广义cat映射的第一个变换表达式所对应的变换结果非线性的融入第二个变换表达式,利用改进广义cat映射对彩色卫星图像的三个色彩分量分别进行三轮置乱,然后利用复合混沌映射对置乱后的图像进行扩散。经过理论分析和仿真实验检测,该算法可以更好的改善图像的加密效果,具有密钥空间大、抗统计攻击能力强、密钥敏感性强等良好的性能,能够达到相应的安全水平。     

基于改进型二维映射和DNA编码的图像加密

为了增加图像加密的安全性,提出一种基于改进型二维映射和脱氧核糖核酸(Deoxyribo Nucleic Acid, DNA)编码的图像加密算法。首先,结合Logistic映射、Sine映射和Henon映射的特点,设计了一种改进型二维离散混沌映射,具有较好的随机性且为满映射,适用于图像加密;然后,基于该混沌序列对图像明文进行DNA编码,通过DNA运算实现了图像的置乱和扩散,完成了图像的加密。仿真实验结果表明,该加密算法的像素数变化率(Number of Pixels Change Rate, NPCR)和统一平均变化强度(Unified Average Changing Intensity, UACI)均接近或高于理论计算值,峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)小于10,说明改进算法的明文和密钥敏感性高,能有效抵御差分攻击。     

基于混沌和边缘特征的医学图像加密算法

基于混沌和边缘特征,给出一种医学图像加密算法,以改善加密效果并提高安全性能。先对原始医学图像进行位平面分解,并利用混沌序列获得源图像的边缘映射;再对原始图像位平面和源图像边缘映射依次进行异或操作;将异或图像合并后进行像素置乱和像素扩散处理,即可实现对医学图像的有效加密。理论分析和仿真实验表明,所给算法具有较大的密钥空间及密钥敏感性,与已有同类算法相比,其抵抗安全攻击的性能更强。     

基于Duffing映射与遗传操作的图像加密方法

提出了一种基于混沌系统和遗传操作的图像加密方案.首先,使用SHA-3算法计算明文图像的哈希值,作为混沌系统的初始值;其次,利用混沌映射对初始条件的敏感性与伪随机性,迭代Logistic映射得到伪随机序列并生成希尔矩阵,对图像进行置乱与置换;再次,结合Duffing映射与DNA编码技术,利用遗传操作在位水平上,实现像素的选择、交叉与变异来完成像素的扩散与置乱,显著增加算法的破译难度;最后,通过与混沌序列进行双向异或运算,进一步增强算法的混淆和扩散特性.实验和安全性分析结果表明,该算法对密钥的敏感性强,能有效抵抗统计攻击和差分攻击等,加密效果得到显著提升.     

标准映射和Lorenz混沌系统彩色图像加密算法

基于标准映射和Lorenz混沌映射,针对RGB彩色图像,提出一种混沌加密算法。利用标准映射产生的非线性混沌序列,对图像像素位置进行置乱;利用Lorenz混沌系统的三维优势,结合彩色图像的R、G、B分量,对像素进行扩散。通过置乱和扩散两个步骤的混沌映射完成图像的加密,克服了单一加密安全性不高的缺点。相关实验和分析表明,该算法有良好的安全性和加密性能。     

基于4阶细胞神经网络和AES的图像加密的研究

运用细胞神经网络和高级加密标准(Advanced Encryption Standard, AES)加密算法对图像进行加密，提出一种基于4阶细胞神经网络和AES的图像加密算法。首先，通过主动-被动同步法实现4阶细胞神经网络的同步，并产生混沌信号；然后，将同步混沌信号产生的同步随机序列用于图像的置乱和扩散；最后，结合AES加密算法与提出的基于螺旋矩阵的置乱扩散模型，并利用椭圆曲线对AES的密钥进行加密，通过公共信道对密钥和加密数据进行传输。数值模拟实验表明，提出算法不仅可以大幅降低图像相邻像素值之间的相关性，而且能承受包括差分攻击、噪声攻击和裁剪攻击在内的经典攻击，具有较好的安全性、鲁棒性。     

一种基于混沌映射的图像分组加密算法

为了提高信息加密安全性,提出一种三角混沌映射与拟分组加密算法相结合的图像加密方法。利用三角混沌映射产生混沌序列,将该混沌映射产生的混沌序列量化为离散二值序列,分析该混沌序列的性能参数指标,最后将三角混沌作为密钥用于改进的拟Feistel结构加密算法。通过对加密后图像相邻像素灰度共生矩阵指标进行实验分析,结果表明加密后图像相邻像素具有良好的空间随机特性。     

二维混沌映射图像加密安全性分析及改进算法

为增强图像加密的安全性,分析了二维混沌映射图像加密技术,提出了一种新的改进算法.采取构造复合加密系统、增加扩散函数、改变密钥设计等方法解决二维混沌映射加密图像时只改变图像位置,没有改变像素值,存在周期性、无扩散、实际密钥空间比理论值小等安全隐患问题.将Baker map公式化,然后利用复合混沌系统的思想,以Baker map为例提出了一种新的改进算法.仿真验证了改进算法的安全性.仿真表明,改进算法对其他二维混沌映射Cat map等均有效.     

一种自适应的循环迭代数字图像加密算法

依据Shannon提出的实现数据加密的基本操作以及分组密码学的加密机制,提出一个新型的自适应循环迭代数字图像加密算法。该算法借用进化算法中的交叉和变异过程,对数字图像进行循环迭代操作。交叉过程采用广义猫映射实现图像坐标矩阵的置换变换,变异过程采用Logistic混沌系统实现像素灰度值的替代运算。在每一轮迭代加密过程中,通过对初始密钥进行循环移位来生成相应的加密轮密钥,使得加密密钥随着加密次数而改变,从而有效提高加密算法的安全性。算法最终以数字图像加密效果评价准则作为停止依据。实验分析表明,所提加密算法具有良好的安全性和效率。     

一种基于排序变换的图像加密算法

根据排列与图像置乱之间的关系,利用混沌映射,提出一种新的生成排列的方法,并由此得到图像置乱所需的行置乱矩阵和列置乱矩阵,实现对图像的循环迭代加密。通过一系列图像置乱效果评价指标的测试,表明该算法操作简单,具有较高的执行效率,且有良好的置乱效果以及良好的安全性。     

一种改进的基于广义猫映射的图像加密算法

为了对任意大小的数字图像进行加密,提出一种结合二维非等长图像置乱变换和logistic混沌映射的图像加密算法。该算法先使用二维非等长图像置乱变换对图像像素位置进行置乱,再利用logistic映射生成序列与图像的灰度值进行运算。实验结果表明,提出的算法可以得到良好的加密效果,且具有密钥空间大,敏感性强等特点。     

基于耦合映像格子的分组图像加密算法

针对传统的基于混沌的数字图像加密算法存在的抗差分攻击性能较弱、对受损密文图像恢复效果较差的问题,设计出一种基于分组密码和交替迭代结构的数字图像加密算法。在每一轮加密中,采用不同的耦合映像格子来构造S盒,使得算法具有更好的安全性能。实验结果表明,该算法不仅具有较好的加密效果,而且对受损密文图像也能得到较好的恢复效果。     

基于复合混沌与仿射变换的彩色图像加密算法

针对彩色图像的特点,提出基于由tent映射和改写Logistic、Cubic、Chebychev映射构造四进制复合混沌系统、三维仿射变换、扰动密钥参数扩散和RGB分量联合置乱的彩色图像空域加密算法。该算法RGB相关性少,密钥空间大,明密文映射关系复杂,能抵抗穷举、明文、差分和统计分析攻击。利用matlab7.0对经典水印、人物、风景类型的彩色图像进行仿真试验。试验结果(加密、直方图分析、相邻像素相关性、密钥和密文敏感性、信息熵、峰值信噪比和相似度)表明,该算法具有加密效果好和安全性高的特点。     

基于时钟变换的复合混沌图像加密研究

为解决一维混沌加密系统密钥空间和安全性差等问题,提出了一种基于时钟变换的复合混沌图像加密方法。该算法使用分段线性混沌映射,k阶Chebychev映射以及一维Logistic映射相复合的方式产生像素位置置乱矩阵和像素值变换矩阵。利用系统时钟变化法,随机改变复合混沌系统的多级初始参数,从而提高了图像信息传输的安全性,达到了近似＂一次一密＂的安全思想。采用MatLab7.0仿真实现。结果表明,该算法具有良好的加密效果且密钥空间较大。     

基于图像特性和DES算法的快速图像加密研究

介绍了DES加密算法的基本特点,分析了DES的加密实质,并且结合图像数据的行列变换特性,提出了基于图像特性和DES的快速图像加密解密算法。该算法首先对图像进行行列变换,然后进行小部分图像数据的正常DES加密,对大部分图像数据进行DES异或运算,得到加密图像。实验结果表明此算法具有较好的安全性、高效性,且易于实现。