结合时空混沌映射的虚拟光学加密系统

目前虚拟光学加密中的随机模板密钥是二维矩阵,占据的内存大。根据时空混沌系统对混沌驱动初值及控制参数高度敏感,并能产生大量非相关的伪随机序列的特性,将该系统与虚拟光学加密系统相结合,利用混沌系统产生拟平均分布的时空混沌序列,以干扰待加密信息,实现安全加密。随机模板密钥由时空混沌的三个参数代替,减少了内存占用。经Matlab仿真实验证明,该方案密钥灵敏度高,在一定的密钥长度下可以抵抗暴力破解。     

基于广义同步混沌的图像加密方案

提出了一个基于广义同步混沌系统和Hash变换的图像加密方案，它利用抽取后的混沌信号及Hash变换得到图像加密的行列变换序列和置乱矩阵，并通过两次迭代实现了图像加密变换。而后给出了一个基于Chen’s广义同步混沌系统的实现方案，理论分析及实验结果显示，该方案密钥空间大，加密图像对密钥和原始图像都非常敏感，加密效果良好，算法安全性高。     

基于连续混沌系统和Hash函数的图像加密算法

给出了一个基于多维连续混沌系统和Hash函数的图像加密算法。该算法利用抽取后的混沌信号及两个Hash函数得到图像加密的行列变换序列和置乱矩阵。理论分析和模拟实验结果表明，该方案密钥空间大，加密图像对密钥敏感，加密效果良好，并且可以实现类似于“一次一密“的加密目标，算法安全性较高。     

一种基于Logistic混沌系统的图像加密新算法

文章提出了一种新的基于混沌映射的加密算法，将图像的像素值换算为二进制，然后利用混沌序列对其某几位变换来实现加密。该方法不需要对轨道分布的先验知识，不只适用于Logistic混沌系统，而且很好地利用了混沌的特性。实验结果表明，该算法密钥敏感、密钥空间大，可有效保障加密图像的安全。同时研究了加密图像直方图的安全性。     

基于复合混沌系统的图像加密

研究了一个基于复合混沌系统的图像加密系统。在该加密系统中，使用具有复杂动力学特性的三维Chen系统和一维Logistic混沌映射，并以特定方式将两个混沌系统的输出序列复合起来，通过异或操作实现了对图像的快速加密处理。对该系统进行数值实验和安全性分析，结果表明该系统不但拥有大的密钥空间，而且对密钥和明文很敏感，具有优良的扩散性能和扰乱性能，并能抵抗已知明文攻击和选择明文攻击。     

一种基于时空混沌系统的彩色图像自适应位级加密算法

基于时空混沌系统,提出了一种新的自适应的在位级进行操作的彩色图像加密策略。首先将原始明文图像转化为R、G、B 3个分量,接着采用自适应方法进行加密,即先用B加密R得到R′,用R′加密G得到G′,用G′加密B得到B′,用B′加密R′得到R″,如此循环一轮即得到加密后的密文图像。加密操作包括置乱和扩散,使用时空混沌系统CML对原始图像在位级进行置乱,然后采用Logistic系统对置乱后的二值图像进行扩散。混沌系统的初始值受明文信息的影响,使得算法对明文敏感。对密钥空间、图像直方图、密钥敏感性、相关性、信息熵、明文敏感性、密码攻击进行的测试和分析,证明了算法的安全性和高效性,其在图像保密通信领域具有巨大的应用潜力。     

基于Lorenz三维超混沌系统的图像加密方法

鉴于传统图像加密技术和低维混沌加密技术各有其局限性,该文中提出了一种利用Lorenz系统产生混沌序列,并结合混沌镜像加密方法的三维超混沌图像加密方法。该方案对初始密钥敏感强,对混沌序列的预处理时间短,是一种具有较高的安全性,加密效率高,且易于实现的图像加密算法。     

一种基于混合混沌动力系统的图像加密算法

讨论了一种基于Lorenz系统、Chen s系统以及Lü系统的混合混沌动力系统的图像加密算法。该算法通过密钥映射产生混合混沌动力系统的初始条件,利用混合混沌动力系统产生的混沌信号对图像信号进行掩盖加密。仿真与讨论结果表明,该算法密钥空间大,混沌信号的产生极其敏感地依赖于密钥,具有较好的加密效果和加密效率,并对统计分析具有较好的安全性。     

基于多混沌的彩色图像加密算法研究

针对混沌系统产生的混沌序列具有遍历性、伪随机性、对初始条件（值）和系统参数敏感以及具有类似白噪声等特点,提出了一种利用多个混沌系统结合的方法对彩色图像进行加密的算法。首先利用Arnold变换对图像进行像素置换,然后利用统一混沌系统对图像像素加密处理,在加密的过程中利用Logistic混沌系统对统一混沌系统序列进行乱序处理。仿真结果证明,该图像加密算法具有密钥空间大,保密性好,加密速度快和加密强度高等优点。     

一种基于LDC混沌理论与RSA的图像传输算法

基于LDC复合混沌的图像加密算法是通过利用Lorenz、Duffing2和Chens3个三维混沌系统产生3个复合混沌系统来提高混沌系统的安全性的,并对3个混沌系统都进行了改进,使其产生的混沌序列具有0,1分布均匀和较好的图像直方图特性。虽然用LDC复合混沌加密的图像具有很好的安全性,但LDC混沌系统的密钥很长,为了解决复合混沌系统中的密钥在管理和传输过程中的安全问题,本文提出了一种基于LDC混沌理论与RSA的图像传输算法,采用安全性很高且不需要传输密钥的RSA加密算法对混沌密钥进行加密处理的方法。     

基于高维超混沌系统和矩阵张量积的图像分组加密新算法

目前混沌加密算法主要存在三方面的不足:1)采用低维混沌序列造成混沌退化;2)采用的混沌系统结构过于简单;3)算法只依赖于混沌系统的结构和密钥。针对这些不足,提出一种新的图像分组加密算法。为了克服混沌退化,算法借助矩阵张量积将高维超混沌系统所产生混沌序列和一维混沌序列充分耦合,产生像素扩散矩阵。在此过程中,用明文信息控制扩散矩阵生成,使算法与明文相关,提高了算法的安全强度。     

基于耦合锯齿混沌映射的虚拟光学加密系统

文中结合时空混沌系统具有初值和控制参数的高度敏感性,并能产生大量非相关的伪随机序列的特性,提出了一种基于耦合锯齿混沌映射生成虚拟光学加密系统的随机模板的方法。该方法基于交叉耦合映像格子模型,局部状态演化方程采用锯齿混沌映射,构成时空混沌系统。实验结果表明,当耦合系数ε的取值小于0．01时,基于交叉耦合映像格子模型的锯齿混沌系统可以生成具有均匀分配的混沌序列。经Matlab仿真实验证明,该加密系统密钥的灵敏度高,在一定的密钥长度下可以抵抗暴力破解。     

基于一类离散混沌系统的图像加密技术

针对一维离散混沌加密系统密钥空间小、安全性能差等缺点,提出了一种基于连续混沌系统通过最小二乘法构造离散混沌系统的方法,改进了加(解)密实数混沌序列映射为加(解)密因子序列的位序列方法。实验研究证明,论文提出的离散混沌系统数字图像加密技术既保留了一维离散混沌系统加解密效率高的特点又扩展了密钥空间进一步提高了加密系统抗破译的能力。     

一种时空混沌的图像密码

针对现有算法的一些不足,结合Arnold映射和耦合映射格（CML）设计了一种新的图像加密算法,将密文反馈机制引入算法的像素值加密过程中,使密钥流的生成不仅与密钥相关,而且与明文相关,可有效抵抗选择明文攻击和选择密文攻击;另外,由于加密过程将置换和替代（像素值加密）多轮使用,乘积密码的优点得以体现,这就使等效密钥分析很难奏效。最后通过实验验证了算法的安全性和有效性。     

一种基于交叉混沌序列的图像加密算法

当前研究的混沌加密算法大都是基于单级混沌系统或低维的混沌加密技术,而这些混沌映射的密钥空间太小,可以轻易地被破译,它们还不算具有严格密码学意义上的保密性。文中提出了一种利用Logistic映射与Chebyshev映射作为2个混沌发生器的算法,在这种交叉混沌映射的图像算法中,不仅通过加密矩阵对图像像素进行灰度置乱,而且根据离散映射生成相应的符号矩阵和置换矩阵。实验结果证明了该算法实现简单,计算量小,且图像的解密结果对混沌序列的初始值有较强的依赖性,安全性高,同时也证明了给出的图像置乱度能更好地反映图像加密前后的视觉差别和加密效果。     

Logistic映射敏感值的有限精度研究*

针对一维混沌加密算法密钥空间小、安全性能低的问题,提出了基于混沌大整数化的完整解决方案,把密钥空间扩大到2392。详细阐述了用于大整数运算的分治叠加法设计思路与实现要点,包括混沌大整数化步骤在内的数字图像加密步骤。以256×256的彩色数字图像为例,验证了加密耗时和加密效果。通过对密钥空间、直方图、明文敏感性、密钥敏感性、信息熵等指标进行分析,表明了基于混沌大整数化的一维混沌加密算法,可以有效抵御穷举、统计和差分等攻击,为一维混沌加密算法走向应用开拓了更大的密钥空间。最后,对密钥的自身安全和超大数字图像处理方法,给出了成熟的解决思路和方案。     

Chaos-based image encryption scheme combining DNA coding and entropy

Information security has became more and more important issue in modern society, one of which is the digital image protection. In this paper, a secure image encryption scheme based on logistic and spatiotemporal chaotic systems is proposed. The extreme sensitivity of chaotic system can greatly increase the complexity of the proposed scheme. Further more, the scheme also takes advantage of DNA coding and eight DNA coding rules are mixed to enhance the efficiency of image confusion and diffusion. To resist the chosen-plaintext attack, information entropy of DNA coded image is modulated as the parameter of spatiotemporal chaotic system, which can also guarantee the sensitivity of plain image in the encryption process. So even a slight change in plain image can cause the complete change in cipher image. The experimental analysis shows that it can resistant different attacks, such as the brute-force attack, statistical attack and differential attack. What’s more, The image encryption scheme can be easily implemented by software and is promising in practical application.     

A new chaos-based fast image encryption algorithm

In recent years, various image encryption algorithms based on the permutation–diffusion architecture have been proposed where, however, permutation and diffusion are considered as two separate stages, both requiring image-scanning to obtain pixel values. If these two stages are combined, the duplicated scanning effort can be reduced and the encryption can be accelerated. In this paper, a fast image encryption algorithm with combined permutation and diffusion is proposed. First, the image is partitioned into blocks of pixels. Then, spatiotemporal chaos is employed to shuffle the blocks and, at the same time, to change the pixel values. Meanwhile, an efficient method for generating pseudorandom numbers from spatiotemporal chaos is suggested, which further increases the encryption speed. Theoretical analyses and computer simulations both confirm that the new algorithm has high security and is very fast for practical image encryption.     

对改进的基于DNA编码和混沌的图像加密方法的安全性分析*

混沌密码系统已展现了许多非传统密码系统所具有的优良特性,基于混沌的加密算法层出不穷,同时对混沌密码系统进行安全性分析对混沌密码的发展具有重要意义。对一种改进的基于DNA编码和混沌映射的图像加密方法进行了安全性分析,该算法的核心思想是明文图像的DNA编码矩阵与混沌映射产生的随机矩阵的DNA编码矩阵求和,然后再对这个和矩阵中的元素随机求补即得密文图像。运用选择明文攻击的方法,破解了该算法中的等效密钥,从而利用等效密钥再解密出目标明文。理论分析和实验结果验证了本文选择明文攻击策略的可行性。简要讨论了提高该密码算法安全性的一些改进措施。