基于多轮扩散的彩色图像加密算法

为了保护彩色图像信息的安全,提出了一种基于多轮扩散的彩色图像加密算法.该算法首先对Lorenz混沌系统及Chen混沌系统的混沌序列进行改进;然后利用改进后的Lorenz序列对明文图像进行置乱;最后结合改进后的Lorenz混沌序列和改进后的Chen混沌序列以及彩色图像自身的像素分布特征,利用多轮扩散对置乱后的图像进行像素值改变,实现彩色图像加密.理论分析和仿真实验表明,该算法具有足够大的密钥空间,在抵抗密文攻击、差分攻击、选择明文攻击及统计攻击方面都具有良好的性能,可以广泛地应用于多媒体数据的保密通信中.     

基于Chen系统的DSP混沌图像加密

介绍了在DSP基础上,实现数字图像的混沌加密及硬件实现方法。根据离散化和数字化处理技术,对三维Chen混沌系统作离散化处理,用C语言和DSP技术产生三维Chen混沌迭代序列,分别对数字图像进行混沌加密和解密。基于芯片型号为TMS32 0VC5509A的DSP开发平台,以灰度图像为例,设计了Chen混沌序列对数字图像进行加密与解密算法,给出了DSP硬件实现结果表明,改善了安全性、提高了速度、满足了实时性要求。     

彩色数字图像的混沌加密算法

提出了一种基于混沌系统的彩色图像加密算法,利用logistic混沌映射生成混沌序列,分别对彩色图像的三分量RGB进行置乱和异或加密,即改变了图像的像素位置和灰度值,从而实现图像加密.实验仿真结果表明,该算法具有良好的加密效果和较强的安全性.     

改进混沌方程及其多混沌新型图像加密方法

针对传统混沌系统Lyapunov指数低和混沌性差、图像加解密性能不够高的问题,提出了一种改进Feigenbaum混沌方程,与Logistic和sine混沌方程共同构建了一个多混沌新型图像加密系统,并在加密过程中使用多级像素扩散较好地打破了图像像素的关联性,有效提高了图像加密系统的安全性。加解密综合分析与仿真实验表明,在8位灰度图像中该加密方法的信息熵值最高能够达到7.999 3,加密后的相关性值最低可达10-3,且能抗多种攻击。     

基于混沌伪随机匹配移位的图像加密算法

基于二维Logistic混沌系统,提出一种伪随机匹配移位的图像加密算法。先对原始图像和混沌系统产生的模板图像像素在水平和垂直方向进行随机匹配移位,匹配方式和移位步长由混沌序列控制。接着对像素置乱后的原始图像和模板图像进行按位异或运算,得到加密后的密文。混沌随机匹配移位不仅保证了原始图像的充分置乱,同时也提高了异或加密的安全性。数值实验结果显示该加密方法能够抵御常见的暴力破解攻击、统计分析攻击和差分攻击,具有较高的安全性。     

快速置乱耦合3D混沌映射的图像加密算法研究

针对当前3D混沌映射加密算法的安全性不高,且其置乱过程的计算量大,置乱性不稳定,以及置乱方法不具有通用性等缺陷,设计了一种快速通用置乱方法,并将混淆与扩散机制同时引入进来,提出了一种新的3D混沌映射图像加密算法。首先利用快速置乱方法置乱初始图像,以改变像素位置;利用三维Chen系统结合像素值变换函数所生成初始外部密钥迭代3D混沌映射,得到一个序列,该序列根据混淆机制对置乱图像像素值进行混淆;改变外部密钥,再迭代计算3D混沌映射,得到三元一维伪随机数组,并借助密钥流机制量化该数组,得到新序列,利用该新序列根据扩散机制对混淆后的像素进行扩散处理。借助MATLAB仿真软件对该算法及其他3D算法进行对比仿真。结果显示:与其他3D算法相比,该算法安全性更高,置乱速度更快,计算效率更高,且其密钥空间巨大。     

基于混沌序列和CBC模式的数字图像加密算法

为了实现对数字图像信息的有效保护,提出了一种基于Lorenz混沌序列和类似CBC模式的图像加密算法.首先对Lorenz系统输出的三维混沌序列进行改进,使其具有理想的伪随机特性.然后,根据这三维序列移位图像的像素位置.将图像分块,根据这三维序列和CBC模式改变每一块的像素值,从而实现图像加密;解密时,给出一种基于邻域相邻像素特性的加密图像抗剪切攻击恢复算法.最后应用评价指标对加解密效果和安全性进行分析.     

像素位置与比特双重置乱的图像混沌加密算法

针对当前流行的一类具有置乱—扩散结构的混沌图像加密算法存在的安全缺陷问题,提出了一种能抵抗选择明(密)文攻击的图像加密算法。算法采用Kent混沌映射生成密钥序列,并根据明文像素值的特征和输入的密钥,分别产生混沌系统的参数和预迭代次数。首先,利用混沌序列实现图像像素位置的全局置乱;其次,根据另一个新生成的混沌序列,实现对图像像素值中0 bit、1 bit的置乱。实现了混沌映射产生的序列与图像本身内容的关联,从而实现了中间密钥随明文自适应变化,能有效抵抗选择明(密)文攻击。实验结果表明,该算法克服了以往算法不能抵抗选择明(密)文攻击的缺陷,同时具有加密算法简单、密钥空间大等加密性能,并能较好地抵抗统计特性分析、差分分析攻击。     

基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法

针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映射与SHA-256哈希算法,生成加密算法的密钥流,提升算法的明文敏感性。然后,利用混沌系统的状态值对Hilbert局部置乱后的像素进行DNA编码,实现DNA动态编码,解决了DNA编码规则较少所带来的容易受到暴力攻击的弱点。最后,使用混沌序列完成进一步混沌加密,从而彻底混淆原始像素信息,增加加密算法的随机性与复杂性,得到密文图像。实验结果表明,该算法具有较好的加密效果和应对各种攻击的能力。     

基于混沌的图像加密算法研究

利用混沌序列的特性,提出了一种新的混沌图像加密算法.首先由Logistic混沌映射生成混沌序列,再结合灰度值替代方法对图像进行加密,然后进行实验仿真和性能分析,结果表明该算法具有一定的有效性和良好的加密性能.     

基于Liu混沌系统同步的图像保密通信研究

分析了Liu混沌系统的特性,讨论了一种观测器同步设计方法.首先对响应系统状态进行重构,然后通过极点配置方法,实现两个混沌系统的状态渐进同步,并通过数值仿真对理论分析加以验证.提出利用Liu混沌系统同步进行图像保密通信的方法,在发送端利用Liu混沌信号掩盖坐标变换后的数字图像信号,在接收端能准确地恢复原始图像信号.仿真结果表明了提出的图像保密通信方法具有很好的保密性.     

混沌时间序列局域偏最小二乘回归多步预测模型

针对混沌序列局域一阶多步预测问题,提出了基于偏最小二乘回归的混沌时间序列局域直接多步预测模型,偏最小二乘用于混沌时序重构相空间中演化轨迹前后相点信息间的建模。该模型克服了以往一阶局域单步预测模型进行多步预测时存在的误差累积,而且能抑制重构相空间中多重共线性的影响,提高了预测精度。试验中使用交叉验证方法将偏最小二乘的提取成分数。通过对Chen’s混沌序列和Mackey-Glass混沌序列的多步预测试验,验证了该模型在混沌时序预测方面具有很好的效果。     

基于穷尽熵优化的混沌图像加密

图像加密要求选择随机性强的密钥,基于混沌密码学的密钥生成算法具有广阔的密钥空间。然而并不是空间中所有的密钥都具有很强的随机性。故提出一种基于穷尽熵的混沌图像加密方案。利用Lorenz混沌系统产生混沌信号,对其分组二值量化后选择熵较大的一组对图像进行加密和解密处理。同时,通过对加密图像的安全性分析,结果表明所提出的方案具有比传统混沌图像加密更高的鲁棒性。     

基于分数阶统一混沌系统的图像加密

文章分析了由三种典型混沌系统,即Lorenz系统、Chen系统和系统,统一实现的一种新的分数阶混沌系统,然后利用该混沌系统产生的混沌序列对一幅图像分别进行了像素位置置乱和图像的灰度值替代。仿真实验结果表明,该算法具有良好的像素值混淆、扩散性能,并且能够抵抗穷举搜索攻击、统计分析攻击和已知明文攻击,抗噪声性能也表现良好。     

基于Henon映射和Rossler混沌映射的数字图像加密

结合数字图像的基本特点、数字图像加密解密过程的原理和高维混沌序列的特性,提出了一种基于二维Henon映射和三维R ossler混沌映射的数字图像加密算法。该算法首先利用二维Henon映射对原始图像进行一次加密,然后利用三维Rossler混沌映射进行二次加密。通过实验结果和对其安全性分析证实,该算法不仅能使数字图像具有理想的加密效果,且能够保证加密图像足够的安全。     

基于FPGA技术的混沌数字图像加密与硬件实现

提出用FPGA技术实现混沌数字图像加密及其硬件实现的一种新方法.根据离散化和数字化处理技术,对三维Lorenz混沌系统作离散化处理,用硬件描述语言和FPGA技术产生三维Lorenz混沌迭代序列,分别对数字图像的红、绿、蓝三基色信号进行混沌加密和解密.基于芯片型号为EP2C35F672C6的FPGA开发平台,以X640×480 BMP格式的灰度图像为例,设计了Lorenz混沌序列对数字图像进行加密与解密算法,给出了FPGA硬件实现结果.     

基于DNA编码运算和混沌系统的图像分块加密算法

针对当前基于DNA编码运算的图像加密算法复杂度和安全性较低的问题,提出一种图像分块加密算法.利用Lo-gistic混沌映射产生与明文图像大小相同的随机矩阵,然后对明文图像和随机矩阵进行分块,每个子块的DNA编解码方式以及相互之间的DNA运算均由Chen超混沌系统产生的混沌序列动态决定,同时引入密文反馈机制,使算法得到更好的扩散效果.此外,算法的密钥由明文图像生成,实现了一次一密的加密.仿真实验结果和分析表明加密效果良好,算法利用了DNA可选择编码方式和运算操作丰富的特点,具有较高的复杂度和安全性,密钥空间大,能抵抗多种攻击.     

基于Arnold变换和Lorenz混沌系统的彩色图像加密算法

针对Arnold变换易被破解,而Lorenz混沌系统置乱的水印图像难以抵抗图像处理攻击的缺点,提出基于Arnold变换和Lorenz混沌系统的彩色图像加密算法,以充分利用了Arnold变换能够较好的分散图像的像素相关性,具有较高置乱度的特性,以及Lorenz混沌系统具有极强初值敏感性和更大的密匙空间和安全性的特点。通过水印信息的加密和解密实验、算法初值敏感性分析以及抗攻击性能对比实验,表明使用本文算法加密后的彩色水印信息能够提高载体图像的抗攻击性能,具有更高的安全性。     

基于混沌的双组合图像置乱算法研究

为了解决图像置乱算法在加密强度和算法泛化性方面存在局限性的问题,提出了双组合置乱算法,该算法充分利用了混沌映射无序、随机、对初值敏感的特性,将Logistic混沌映射巧妙地应用于序列交叉原则上。解决了直接序列交叉算法只适用于偶数元素图像的局限性,并且将单个密钥的敏感精度提高到10-9数量级。此外,实验结果表明应用该方法置乱后的图像,其像素相关性比直接应用序列交叉原则置乱后的图像像素相关性更小。     

一种新的三维Arnold变换和混沌序列相结合的图像加密算法

提出了一种新的三维Arnold变换和混沌序列相结合的图像加密算法。首先将待加密的原始图像转换为三维图像,然后利用三维Arnold变换对转换后的图像进行多次置乱操作,再利用Logistic混沌序列与图像进行逐位异或运算,从而得到加密图像。实验仿真结果表明,该算法具有良好的加密效果。