基于压缩感知和变参数混沌映射的图像加密

为了减少加密图像的存储和传输负担,提出基于压缩感知(CS)和变参数控制混沌映射的图像加密算法。算法采用变参数控制混沌映射产生的测量矩阵对图像进行观测,选用与测量矩阵非相干的离散余弦变换(DCT)矩阵为稀疏基矩阵,使得压缩和加密同时完成。为了进一步提高加密算法的安全性,引入扰动因子使得加密算法的密钥与明文相关。同时,加密系统具有抗差分攻击的能力。另外,执行耦合的置乱扩散操作,使得置乱和扩散同时完成,更进一步增强了系统的安全性。加密图像的每个像素以8bit整型的形式输出便于数据的存储、显示和传输。实验结果表明,本文的加密算法是有效的和安全的。     

一种基于RSA的数字图象加密技术及其快速实现

RSA公钥密码体制的安全性依赖于大整数因数分解的困难性,目前安全素数产生难度大,运算时间长。文章根据素数的特殊表示法研究了一种高速的安全素数算法,针对当今的信息安全问题和数字图像的特点,提出了一种基于图像信息摘要和RSA的图像加密技术,利用图像信息摘要构造图像像素置乱矩阵并对图像像素矩阵进行置乱后再运用RSA公钥加密算法对置乱后的图像快速加密。     

Partial encryption of compressed images and videos

The increased popularity of multimedia applications places a great demand on efficient data storage and transmission techniques. Network communication, especially over a wireless network, can easily be intercepted and must be protected from eavesdroppers. Unfortunately, encryption and decryption are slow, and it is often difficult, if not impossible, to carry out real-time secure image and video communication and processing. Methods have been proposed to combine compression and encryption together to reduce the overall processing time, but they are either insecure or too computationally intensive. We propose a novel solution called partial encryption, in which a secure encryption algorithm is used to encrypt only part of the compressed data. Partial encryption is applied to several image and video compression algorithms in this paper. Only 13-27% of the output from quadtree compression algorithms is encrypted for typical images, and less than 2% is encrypted for 512×512 images compressed by the set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) algorithm. The results are similar for video compression, resulting in a significant reduction in encryption and decryption time. The proposed partial encryption schemes are fast, secure, and do not reduce the compression performance of the underlying compression algorithm     

改进约瑟夫遍历和分段Logistic映射的图像加密算法

为了满足网络通信和图像传输的安全,提出了一种改进约瑟夫遍历和分段Logistic映射的图像加密算法,在置乱过程中通过改进约瑟夫遍历对待加密图像进行全局像素置乱,将置乱像素按照矩阵排列,分解成两个四位的高低矩阵,低四位矩阵利用分段的Logistic混沌映射进行加密处理,对高四位矩阵通过异或运算改变原来矩阵,再将两个四位矩阵结合起来得到加密图像。改进的约瑟夫遍历可以有效抵御周期性攻击,分段Logistic映射引入图像的元素值增强了秘钥的独特性,实验结果证明,该加密算法秘钥空间大,安全性能好,可以抵御穷举,直方图统计等各种攻击。     

DCT变换与DNA运算相结合的图像压缩加密算法

为了解决图像加密后数据量大、传输速率慢的问题,采用了离散余弦变换(DCT)与脱氧核糖核酸(DNA)运算相结合的图像压缩加密方法.首先采用DCT对原始图像进行压缩;再进行DNA编码;最后根据DNA运算的思想,通过Chen混沌系统对原始图像执行DNA加法运算,成功得到了加密图像.结果表明,该算法不仅有效地提高图像传输速度、减少存储空间,同时加密效果好、安全性高.     

双生物识别图象的光学加密方法研究

本文提出了一种将两幅生物识别图象通过一套光学系统进行同时加密的方法。该方法先将一幅图象转换为纯相位和进行纯相位编码,再对另一幅图象编码,然后经过4f光学系统作频率域纯相位编码,并利用与编码过程类似的方法进行解码。可以证明该方法的编码图象为恒定的白噪声。解码过程具有鲁棒性,相位部分图象加密的安全性要高于振幅部分图象的加密。并分析了加性高斯噪声对解码图象的影响     

小波变换和菲涅耳变换的多彩色图像加密

为了解决多彩色图像加密后,解密图像质量不佳、数据量大以及传输时速率慢的问题,采用了一种基于小波变换和菲涅耳变换的多彩色图像加密方法,加密过程中,利用小波变换的多级分解特性提取每幅彩色图像的低频分量,将低频分量分别重组为三元组图像（R,G和B）,并且依次将三元组图像（R,G和B）通过菲涅耳域中的衍射加密系统,对这3个三元组图像进一步加密,从而实现了多彩色图像的加密。结果表明,该方法不仅可以高质量地恢复原始彩色图像,而且可以同时对4幅彩色图像进行加密,提高了加密彩色图像的容量;原始图像经过小波变换,其数据量压缩到原来的1/4,有利于数据的传输和存储。该算法能够有效地同时对多幅色彩图像进行压缩和加密,不仅提高了解密图像的质量,并且具有较高的密钥敏感度和较好的鲁棒性。     

水下激光图像序列的3维噪声分析

为了研究距离选通水下激光成像系统输出图像帧序列的噪声特性,采用3维噪声分析方法,进行了理论分析和实验验证.为了解决实验数据集背景不均匀、样本数较少的问题,根据单帧图像生成综合噪声图像,组成模拟数据集,取得了模拟数据集和实验数据集的3维噪声分析计算的数据,并进行了比较.结果表明,描述数据集在3个方向上均随机变化的"瞬态像...     

一种基于FMO置乱的视频加密算法研究

通过分析H．264提出的灵活宏块排序（FMO）的特点,提出了一种随机置乱FMO—map的视频加密方案。此方案通过产生一个随机顺序的码表来置乱FMO—map来达到视频流加密的效果,另外将加密后的随机置乱码表并行输出。通过分析证明此方案在安全性、压缩比改变率和计算复杂度方面都具有良好的性能,能使视频图像的传输具有较好的安全性和实时性。     

基于骑士巡游的灰度图象加密压缩算法

为了进一步提高涉密图像的存储和传输效率,提出了基于骑士巡游的灰度图像加密压缩算法。该算法将原始图像进行8×8分块,对每个块进行DCT变换,构建以块为单位的系数块化矩阵,然后采用骑士巡游置乱对该系数块化矩阵加密,对置乱加密后图像进行JPEG压缩得到加密压缩图像。实验仿真和分析表明,该算法密钥空间大、密钥敏感性高,在保证一定置乱度的前提下,获得了更高的压缩效率。     

基于菲涅耳变换的盲信息隐藏技术

在研究双随机相位加密和数字水印技术的基础上,提出了一种新的基于菲涅耳变换 的盲信息隐藏方法。该方法将待隐藏水印信息经过透镜组微缩或放大成像后,利用随机相位 板进行随机相位加密,然后离轴记录其像全息图像,通过编码将其以适当强度嵌入到原始宿 主图像中,从而实现盲信息隐藏。理论分析和仿真实验表明：该方法对JPEG有损压缩、图像 剪切、噪声污染、图像旋转、中值滤波等具有一定的抵抗能力,且具有一定安全性 、鲁棒性和不可见性,对于提高传输信息的隐蔽性具有重要意义。     

Application of quantum genetic algorithm in high noise laser image security

Aiming at the security problem of range gated laser imaging in high noise background, a range gated laser image encryption scheme based on the quantum genetic algorithm (QGA) is proposed. Due to the fuzziness of the laser image itself, the randomness and security of the key become more and more important in encryption. In this paper, the chaotic sequence is used as the parent chromosome of the QGA, and the random number satisfying the encryption algorithm is obtained by an iterative genetic algorithm. To further improve the security of laser images, some random pixels are stochastically inserted around the laser image before scrambling. These random pixels are scrambled together with the image. Finally, an adaptive diffusion method is designed to completely change the original statistical information of the image. Experimental simulation and performance analysis show that the scheme has high security.     

一种基于新超混沌Chen系统的置乱替代相结合的加密算法

随着多元化媒介和数字化信息网络的急速发展,数码形象加密技术在图形形象的安全保存、传达输送、著作权保护和秘密通信等领域被普遍推广应用。针对现有基于超级混沌的图像加密算法的缺点,提出了一种改进算法,该算法对像素加扰进行优化配置,通过像素置换和加密文本扩散过程,进一步混乱明文图像与加密文本图像的关联效应,从而能缩短超级混沌系统的迭代时间。研究结果表明加密后直方图的像素值分布均匀;密文之间的NPCR值和UACI值分别为99.6521%和33.4321%,表明算法对加密密钥的微小改变具有极强的敏感性;在新超混沌序列量化模式中引入该方法可有效提高操作效率,且该算法无论在安全方面还是有效运用方面都具备良好性能,可在图像安全通信和其他领域广泛使用。     

基于小波变换域的图像加密技术研究

如何确保基于网络的图像/视频信息的安全,是当前信息处理技术领域的亟待解决的难点和研究热点之一。本文利用混沌映射的随机性以及不可预测性,产生混沌序列矩阵对变换矩阵系数进行调整,再对系数进行置乱处理,然后利用信息隐藏技术对密钥进行隐藏,实现图像信息的高强度加密。仿真实验结果表明:该方法在不增加图像数据量的情况下,能够快速实现图像信息混沌复合加密,加密强度高、破解困难,恢复图像与原图像一致性良好,加密图像的抗干扰和抗压缩性能优良。     

基于指数-余弦离散混沌映射的图像加密算法研究

为了增强图像数据传输的安全性,该文提出一种新型的2维指数-余弦离散混沌映射系统。该系统通过向1维余弦混沌系统中引入指数和高次幂非线性项来构造新型混沌映射。引入的非线性项对1维余弦混沌系统的迭代过程进行扰动得到更饱满的混沌相轨。利用Lyapunov指数谱、系统分岔图等对该系统的混沌动力学性质进行了验证。基于此混沌映射,该文提出一种新型的混沌图像加密算法。该算法通过“置乱-扩散-置乱”等加密环节,使得加密后的数据具有很好的数据安全性。加密图像数据的安全性分析也表明2维指数-余弦混沌映射具有较强的算法鲁棒性以及加密安全性。     

一种新的基于被扰动的Lorenz系统的混沌加密算法

提出一种基于被抚动的Lorenz系统的加密算法.首先通过Legendre多项式对Lorenz系统中的系统参数b进行扰动,然后再利用Lorenz产生的随机序列对原文信息进行一系列的操作变换,使得加密的信息更加安全.通过扰动有效的补偿了计算机有限精度导致的混沌系统退化行为,经对本算法的模拟实验及详细性能分析,结果表明该加密...     

结合计算全息和频移的JTC系统多图像光学加密方法

为了提高JTC光学图像加密系统的实用性,解决其噪声问题,提高其加密效率和安全性,提出了一种基于计算全息和傅里叶变换频移特性的JTC系统多图像光学加密方法。首先多幅不同尺寸和类型的图像经过随机相位调制和傅里叶变换,然后傅里叶频谱经过频移相位调制后叠加并编码为二元实值计算全息图,最后经过JTC光学图像加密系统完成加密。解密时,加密图像经过4F系统解密获得计算全息图,二元实值计算全息图具有很强的抗噪性,可消除噪声,然后经过傅里叶变换获得多幅解密图像。仿真实验结果表明,该方法可实现多幅不同尺寸和类型图像的并行加密和解密,具有高加密效率,同时多幅图像互为密钥和双重光学密钥使得该方法具有很高的安全性。     

基于激光散斑和超混沌的彩色图像加密

为了保证彩色图像在传输过程中的安全性与可靠 性,提出将具有随机性的激光散斑与一种四维 Lorenz型超混沌系统相结合进行彩色图像加密的新方法,同时构建了散斑超混沌加密系统。 系统将原始彩图 与超混沌系统产生的非线性度更高的超混沌序列按位异或进行混沌加密,然后将加密后的图 像与物理随机 的激光散斑图像按位异或进行散斑加密即可获得加密彩图,密钥空间达10¹⁰¹,平均相邻像素相关系数达 0.000。结果表明,本文方法具有较好的加密 效果,可抵御统计分析攻击,有大的密钥空间,较强的密钥敏 感性及弱的相邻像素相关性。     

安全的密文域图像隐写术

基于同态加密和双层隐写编码,该文提出一种安全的密文域图像隐写术,其可以达到传统明文隐写术的容量,并且在密文域和明文域均能有效抵抗隐写检测分析。首先结合自适应隐写术和湿纸编码技术,提出一种明文域双层隐写算法;其次,修正一种全同态加密算法,对载密图像进行加密;最后,在密文域上提取嵌入的信息。理论分析和实验结果表明:在加密/隐写密钥同时泄露、加密密钥泄露和密钥未泄露条件下,算法均具有较高的安全性。     

Compression of Optically Encrypted Digital Holograms Using Artificial Neural Networks

Compression and encryption/decryption are necessary for secure and efficient storage and transmission of image data. Optical encryption, as a promising application of display devices, takes advantage of both the massive parallelism inherent in optical systems and the flexibility offered by digital electronics. We encrypt real-world three-dimensional (3D) objects, captured using phase-shift interferometry, by combining a phase mask and Fresnel propagation. Compression is achieved by nonuniformly quantizing the complex-valued encrypted digital holograms using an artificial neural network. Decryption is performed by displaying the encrypted hologram and phase mask in an identical configuration. We achieved good quality decryption and reconstruction of 3D objects with as few as 2 bits in each real and imaginary value of the encrypted data