Rssler三维混沌系统在图像加密中的应用

基于Rssler系统的三维混沌序列设计了一种既改变像素位置又改变像素灰度值的图像加密方法。使用Rssler三维混沌序列中的任意两维混沌序列控制像素的旋转与置换,剩下的一维序列变换像素的灰度。并且在Rssler混沌加密密钥的基础上,增加了置乱密钥,提升了密钥空间,方便了密钥管理。对比Chebyshev映射实现的空域复合加密方法,仿真实验表明该加密方案加密时间短、效率高、安全性好且易于实现。     

密钥动态选择机制的图像加密算法

构造了一个六维离散混沌系统，并在此混沌系统的基础上设计了一个伪随机数生成器。基于该伪随机数生成器提出了一种密钥动态选择机制的图像加密方案。该加密方案采用了经典的置乱-扩散加密结构。在该加密方案中，置乱序列与明文图像的像素总和相关，而在扩散阶段的扩散密钥流是根据每个像素值动态变化的，因此算法能抵抗选择明文（密文）的攻击。解密时的密钥只是混沌系统的初始值，明文图像的像素的总和是不需要的，因此克服了“一次一密”加密方案（加密不同明文所用密钥不同）中密钥管理的难度。实验结果和安全性分析表明：该算法具有密钥空间大、密文没有明显的统计特性、密文对明文和密钥非常敏感、能够抵抗差分攻击和选择明（密）文的攻击等优点，具有良好应用前景。     

R(o)sler三维混沌系统在图像加密巾的应用

基于R(o)ssler系统的三维混沌序列设计了一种既改变像素位置又改变像素灰度值的图像加密方法.使用R(o)ssler三维混沌序列中的任意两维混沌序列控制像素的旋转与置换,剩下的一维序列变换像素的灰度.并且在R(o)ssler混沌加密密钥的基础上,增加了置乱密钥,提升了密钥空间,方便了密钥管理.对比Chebyshev映射实现的空域复合加密方法,仿真实验表明该加密方案加密时间短、效率高、安全性好且易于实现.     

提取明文信息耦合多混沌像素混乱的彩图 RGB 分量同步无损加密算法

针对当前的彩色图像加密方案都是将 R、G、B 三基色的像素分离来单独进行加密,且生成的混沌序列不依赖于明文信息,导致密文随机性和抗攻击性较差等不足,提出了提取明文信息耦合多混沌像素混乱的彩图RGB 同步加密算法。首先,将图像 RGB 三基色的像素进行分离、二值化与矢量化处理,得到 RGB 三个矢量;重组这些矢量,得到 R、G、B 各像素均彼此依赖的置乱矩阵;然后,通过提取明文图像信息来控制四个超混沌系统的迭代,得到与明文相关的随机序列,对置乱矩阵完成列、行扩散。仿真结果表明,与其他彩图加密机制相比,加密系统的安全性更高,且密钥空间更大,密钥敏感性强。     

一种基于块置乱和反馈密钥的图像加密算法

在分析传统迭代型图像置乱方法以及静态灰度值加密方法不足的基础上,提出了一种基于图像块位置置乱和动态密钥反馈机制的数字图像加密算法.算法的关键思想是基于分块原理的均匀置乱,以及根据各像素点的不同属性动态选择不同的混沌序列对图像进行基于密钥反馈机制的灰度值加密.仿真结果表明,均匀置乱算法在相邻像素相关性方面优势明显,密文分布均匀;反馈机制和动态选择混沌系统使得灰度值加密算法具有理想的密钥空间,优秀的抗明文、密文攻击能力;整个加密算法时间复杂度合理,安全性高     

基于超混沌系统的自适应图像加密算法

基于超混沌系统提出一种自适应图像加密算法。先对超混沌信号进行改造处理,并根据明文像素信息对序列进行变换,使得密钥序列对明文图像敏感;然后以前一个加密像素为基础,通过非线性运算产生中间密钥自适应加密后一个像素,直至所有像素加密完成;最后分别从统计特性、抗差分攻击、密钥敏感及密钥空间和执行效率对算法进行仿真分析,结果显示该算法具有安全性高、运行效率高等特点。     

基于多分数阶混沌系统的彩色图像加密算法

为了实现对彩色图像信息的有效保护,提出一种像素置乱及密文交错扩散技术相结合的加密算法。首先对3个分数阶混沌系统产生的混沌序列进行优化改进,得到两组不同的性能优良的混沌密钥序列,并将RGB彩色图像转换为由基色分量组成的灰度图像;然后,利用一组改进的混沌密钥序列对该灰度图像的像素位置进行置乱;最后,利用另一组改进的混沌密钥序列对置乱图像进行2轮基色分量之间的密文交错扩散操作,得到加密图像。仿真实验表明,该算法具有足够大的密钥空间,高度的密钥敏感性,较好的像素分布特性,且在抵抗唯密文攻击、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。     

基于混沌映射的图像快速加密改进算法

针对当前的三维混沌映射加密算法存在安全性不高,加密速度慢以及密钥空间小等不足,提出了一种新的三维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三维混沌映射,得到一个序列,由此根据混淆机制对置乱图像像素值进行混淆;改变外部密钥,再迭代计算三维混沌映射,得到三元一维伪随机数组,借助密钥流机制量化该数组,得到新数组,由此根据扩散机制对混淆后的像素进行扩散处理;采用酷睿3.5GHz双核CPU的PC机和MATLAB仿真平台,输入256×256的明文图像实验,置乱100次所用时间为78.67s,在灰度平面内其相关性约为-0.001 652,表明该算法高度安全,密钥空间巨大,加密速度快,用于图像快速加密是可行、有效的。     

基于超混沌与分块操作的快速图像加密算法

为满足加密安全和实时通信的需求,提出一种基于超混沌和分块操作的快速图像加密算法。构建与明文相关的动态原始序列;进行置乱和扩散操作,在置乱过程中引入分块操作,提高加密速度,在扩散过程中引入动态密钥,提高安全性。对图像灰度分布、相邻像素相关性、密钥空间、密钥敏感性、加密速度、抗差分攻击能力及抗噪声和裁剪的鲁棒性进行深入分析和仿真,其结果表明,该算法具有较高的安全性及较快的运行速率。     

基于复合混沌系统的图像加密新算法

提出了一种新的图像加密算法。该算法使用一维Logistic混沌映射与复杂的三维Lorenz混沌系统复合生成混沌序列加密矩阵,根据加密矩阵和图像的自身特征,对每个像素点选择不同的方式进行置乱变换和像素灰度变换。安全性分析表明,该算法加密效果良好,加密效率较高,对密钥及明文均十分敏感,密钥空间较大,且扩散性和扰乱性比较理想,能够抵御已知明文攻击和选择明文攻击。     

一种基于超混沌系统的双图关联加密算法

针对现存混沌图像加密算法中存在系统安全性不高、无法抵御明文攻击、加密图像相互独立、效率低等问题,提出了一种基于超混沌系统的双图关联加密算法。首先根据明文图像,由超混沌系统产生与之相关的混沌随机矩阵,对明文图像进行深度扩散;选取其中一幅图像进行明文关联的置乱操作与快速比特扩散生成密文◢c▼1▽;之后对剩余图像进行自适应关联比特操作生成密文c▼2▽,完成双图关联的图像加密。实验结果与仿真分析表明,该算法不仅具有更高的效率与更强的抗明文攻击能力,而且仅由一幅密◣文不能得到与之相应的明文图像,安全性更高,具有良好的应用场景。     

A simple,sensitive and secure image encryption algorithm based on hyper-chaotic system with only one round diffusion process

Based on hyper-chaotic systems, a novel image encryption algorithm is introduced in this paper. The advantages of our proposed approach are that it can be realized easily in one round diffusion process and is computationally very simple while attaining high security level, high key sensitivity, high plaintext sensitivity and other properties simultaneously. The key stream generated by hyper-chaotic system is related to the original image. Moreover, to encrypt each pixel, we use the sum of pixels which are located after that pixel. The algorithm uses different summations when encrypting different input images (even with the same sequence based on hyper-chaotic system). This, in turn, will considerably enhance the cryptosystem resistance against known/chosen-plaintext and differential attacks. The change rate of the number of pixels in the cipher-image when only one pixel of the original image is modified (NPCR) and the Unified Average Changing Intensity (UACI) are already very high (NPCR?>?99.80233 % and UACI?>?33.55484 %). Also, experimental results such as key space analysis, histograms, correlation coefficients, information entropy, peak signal-to-noise ratio, key sensitivity analysis, differential analysis and decryption quality, show that the proposed image encryption algorithm is secure and reliable, with high potential to be adopted for the secure image communication applications.     

基于超混沌系统的明文关联图像加密算法

摘 要：随着计算机网络与多媒体技术的快速发展,数字图像传输的安全性问题显得越发 突出。为此,提出了一种基于超混沌的明文关联图像加密算法,利用动力学更为复杂的超混沌 系统作为混沌序列发生器扩大了密钥空间,采用扩散–置乱–扩散的加密框架对图像进行 3 阶段 处理。其中深度扩散使用了更少的迭代次数,提高了效率,置乱算法通过扰乱图像中像素点的 位置实现消除原图像中相邻像素点间的相关性。实验对密钥空间大小、算法效率、防明文攻击 能力进行了分析和对比,仿真结果表明,该算法不仅具有更大的密钥空间,较高的运行效率, 而且明文敏感性强,能够有效抵抗差分攻击,有很大的安全通信应用潜力。      

Color image encryption scheme based on the combination of the fisher-yates scrambling algorithm and chaos theory

In order to obtain a more secure and effective image encryption scheme, a color image encryption scheme based on Fisher-Yates scrambling algorithm and chaos theory is proposed. First, the (secure hash algorithm) SHA-384 is used to generate the key by combining the plaintext image and the encrypted time point. Then, three groups of chaotic sequences are obtained by iterating the three-dimensional Chen chaotic system, and three groups of pseudo-random sequences are obtained by processing with the key. The first group of pseudo-random sequences combined with the Fisher’s algorithm for image pixel position scrambling. A new pixel value substitution method is proposed using the second group of sequences to control each pixel value substitution of the image. The last group generated the matrix after pixel substitution was used for diffusion transformation to obtain the final encrypted image. The test results show that the scheme has broad application prospects.

     

云环境下基于自然对数序列的似混沌序列图像加密方案

针对云计算中图像数据的安全问题,提出一种基于自然对数序列的似混沌序列图像加密方案.提出自然对数序列的概念,验证其似混沌特性;使用二维猫映射对图像进行像素置乱,并在此基础上利用SM3杂凑算法和自然对数序列进行像素值扰乱,得到加密图像;在离散对数的假设下,证明方案具有IND-CCA安全.仿真实验表明,该方案在安全性上与混沌...     

基于DNA编码和超混沌系统的图像加密算法

针对DNA编码规则单一和混沌加密算法对密钥的灵敏度低等问题,提出一种基于DNA编码和超混沌系统的图像加密方案。该算法首先使用SHA-3算法计算明文图像的哈希值,用于超混沌系统的初始值,增加明文敏感性;其次将图像转换为DNA序列,并与所构建的S盒子进行DNA序列运算;最后用超混沌系统产生的序列对图像进行置乱。结果和理论分析表明,该算法不仅提高了密钥敏感性和传输数据的安全性,而且具有较好的抗穷举攻击、统计攻击和差分攻击能力。     

一种超混沌图像加密方案的安全性分析

该文针对一种超混沌图像加密算法进行选择明文攻击,结果表明该算法中间密钥序列与明文图像不存在关联,所采用的加密公式可进行反推运算,并且待加密像素仅仅采用异或的加密方式,导致中间密钥序列可被破解,进而可对密文信息进行恢复.     

Hyper-chaotic Feeded GA (HFGA): a reversible optimization technique for robust and sensitive image encryption

In recent years, due to their straightforward structure and efficiency, the chaos-based cryptographic algorithms have become a good candidate for image encryption. However, they still suffer from many weaknesses, such as insensitivity to the plain image, weak key streams, small key space, non-resistance to some attacks and failure to meet some security criteria. For this purpose in this paper, a novel hybrid image encryption algorithm named Hyper-chaotic Feeded GA (HFGA) is proposed to fill the gaps in two stages; initial encryption by using a hyper-chaotic system, and then outputs reinforcement by employing a customized Genetic Algorithm (GA). By applying an innovative technique, called gene-labelling, the proposed algorithm not only optimizes the preliminary encrypted images in terms of security criteria but also allows the legal receiver to easily and securely decrypt the optimized cipher image. In fact, in the first stage, besides unpredictable random sequences generated by a hyper-chaotic system, a new sensitive diffusion function is proposed which makes the algorithm resistant to differential attacks. In the second stage, the generated cipher images, which are labeled in a special way, will be used as the initial population of a GA which enhances randomness of the cipher images. The results of several experiments and statistical analysis show that the proposed image encryption scheme provides an efficient and secure way for fast image encrypting as well as providing robustness against some well-known statistical attacks.     

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。