一种基于混沌猫映射的图像加密算法

在传统混沌猫映射基础上提出了一种改进的三维混沌猫映射算法。该算法将图像的像素坐标和灰度值作为广义猫映射的初始值,映射参数和迭代次数作为密钥,应用到图像加密中。理论证明所提出的三维混沌猫映射改进算法具有可逆惟一性,且具有像素位置置换和替代作用。同时试验结果表明该算法对二维图像混沌加密是有效的。     

基于超混沌系统和密文交错扩散的图像加密新算法

该文提出一种基于超混沌系统优化序列并结合密文交错扩散的并行图像加密策略。首先,对超混沌序列进行改造使得改进序列更适合图像加密;然后,利用改进的混沌序列产生与明文相关的最终密钥序列,使得算法对明文敏感。图像被分成两个子块,以并行方式对子块进行两轮像素加密,并引入密文交错扩散技术。对密钥空间和执行效率、像素分布特性、相关系数、抗差分攻击能力以及密钥敏感性进行了测试和分析,证明了方案的安全性和执行效率。结果表明,该算法安全高效,在图像保密通信中具有较大的应用潜力。     

基于超混沌系统的彩色图像加密新算法

为了研究数字图像在通信中的安全传输问题,提出了一种改进的基于超混沌系统的彩色图像加密算法.利用改进的Logistic映射对彩色图像的R、G、B三层像素灰度值进行位置置乱,对置乱后的各层像素灰度值采用陈氏超混沌系统异或加密,得到彩色密文图像.使用MATLAB7.0进行仿真.密文图像杂乱无章,毫无规律,完全不同于原始图像.仿真结果表明,该算法密钥空间大,效率高,安全性能好,适用于彩色图像的安全传输.     

一种新的图像加密算法研究与应用

提出了一种新的混沌彩色图像加密算法.首先由Logistic和Cubic-Henon复合混沌映射生成混沌序列,再结合像素值替代和图像位置置乱方法对彩色图像进行加密,并利用"一幅图像一次密钥"的密钥同步方案,实现了一个基于混沌的图像保密通信系统.该算法具有一定的有效性和良好的加密性能.     

一种基于混沌映射的快速图像加密算法优化

为了解决现有图像加密算法存在随图像尺寸变大导致加密时间迅速增加的问题,采用基于logistic和Arnold映射的改进加密算法实现了快速图像加密算法的优化。该算法基于两种混沌映射对原文图像进行像素置乱和灰度值替代,像素置乱是按图像大小选择以H个相邻像素为单位进行,通过适当调整H的取值实现加密时间优化;灰度值替代是利用Arnold映射产生混沌序列对置乱图像进行操作而得到密文图像。结果表明,对于256×256的Lena标准图像,加密时间降低到0.0817s。该算法具有密钥空间大和加密速度快等优点,能有效抵抗穷举、统计和差分等方式的攻击。     

基于单图像局部置乱和动态反馈扩散的混沌图像加密算法

提出一种基于单图像局部置乱和动态反馈的混沌图像加密算法。首先,提出一种单图像局部置乱算法。其次,在扩散阶段,采用一种基于动态反馈的扩散策略来改变置乱后图像中的像素值,通过动态反馈来改善图像的加密效果。最后,实验结果表明,与3种经典的算法相比,提出的算法大大缩短了加密时间;并且只通过一次加密,其像素变化率和归一化平均变化强度值都可接近99.6%和33.4%,进一步证明了提出的算法具有良好的抵抗差分攻击的能力。     

真彩图像和视频加密新方案的研究与实现

提出一种新的混沌真彩图像和视频加密算法.在对图像预处理的基础上,应用Henonlsine复合混沌系统产生的混沌序列对预处理后的图像矩阵进行位置置乱和灰度值替代结合的方法加密.通过性能分析,表明该算法具有良好的加密效果.将该算法应用于视频加密之中,并引入"一帧一密"的技术,仿真和通信平台的成功测试表明该算法对视频加密的适用性和良好性能.     

一种基于光混沌和图像预处理机制的加密算法

随着现代科学技术的发展，人们对图像信息传输的安全性要求越来越高，以混沌理论为基础的图像加密方案更加受到重视。该文提出一种新型的光混沌图像加密传输系统以及图像“自加密”算法，该系统的主激光器(ML)经全光反馈后分别注入到3个半导体激光器(SLs)中，从而产生3个同步的混沌序列。在图像加密之前，先对明文图像进行预处理，得到两幅图像，一幅是明文图像取商的图像，另一幅是明文图像取余的图像。利用发送端的混沌序列对预处理的两幅图像进行多次加密、隐写以及扩散等操作，得到密文图像。实验结果表明：该文的密文图像像素值分布均匀，各像素间的相关性被打破，NPCR和UACI均接近理想值。该图像预处理的方法能够有效地使图像像素值更为集中、分布更加均匀，同时结合光混沌对图像进行加密，大大地提高传输图像的安全性。     

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。     

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.     

基于混沌集的图像加密算法

该文提出一种基于包含离散混沌系统、连续混沌系统的混沌系统集的混沌加密算法,该加密算法可以根据加密强度需求选择不同的混沌系统组合,利用图像像素的像素均值及像素坐标值为参数控制混沌密钥产生,增强混沌密钥与明文数据之间的联系。在加密基础上,将密文按位切割成3个数据后伪装隐藏在一个处理后的公开图像内,改变了密文外观特性。通过对加密后的图像进行图像直方图分析、相邻像素相关性分析及图像信息熵分析,表明该加密算法有效,在图像保密传输中具有应用潜力。     

面向云环境的彩色图像混合加密算法

针对传统图像加密算法难以保证在云环境下密钥配送的安全性,以及DNA编码在抗统计学分析效果欠佳等问题提出了一种面向云环境的彩色图像混合加密算法。提出了一种自适应DNA编码对传统方法进行改善,通过国产SM2与SM3加密算法作为散列值的生成函数与控制参数的非对称加密,运用盲水印技术镶嵌至密文图像中。实验结果表明,该算法密钥空间大且加密图像相邻像素相关性较低,具有更为接近理想值的像素改变率与像素平均改变强度,具有较为理想的安全性同时在密钥的传输过程中由非对称加密算法保证其安全可靠。     

通用数字图像加密与抗剪切攻击恢复算法

为对数字图像进行有效地保护,提出一种以混沌系统及其混沌序列为基础的通用加密与解密算法。首先,根据密钥产生一个混沌序列,经排序后生成相应的下标序列,并据此进行像素坐标置乱加密。然后,根据子密钥与图像类型值由混沌序列生成相应的无符号整数序列,并按顺序与对应的像素值进行异或运算以实现像素值置换加密。针对恶意剪切攻击,同时提出一种基于邻域相邻像素特性的抗剪切攻击恢复算法。实验结果与理论分析表明,该算法加密效果好,密钥空间大,安全性与通用性强,且具有较为理想的抗统计分析攻击与抗剪切攻击能力。     

改进的DNA图像加密算法

针对数字图像加密算法复杂度高、安全性较差问题,通过对相关算法进行研究,提出一种DNA序列与混沌系统相结合的新型算法。该算法突破了先置乱图像像素后改变像素值的方式,利用传统DNA密码学中的并行性和信息密度的特性,对数字图像进行处理,然后结合混沌序列对其进行加密。仿真结果表明,较其他算法相比,不仅具有安全性高,密钥空间大,而且对穷举攻击、统计攻击、差分攻击有良好的鲁棒性。     

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。     

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。     

Chaotic image encryption based on circular substitution box and key stream buffer

A new image encryption algorithm based on spatiotemporal chaotic system is proposed, in which the circular S-box and the key stream buffer are introduced to increase the security. This algorithm is comprised of a substitution process and a diffusion process. In the substitution process, the S-box is considered as a circular sequence with a head pointer, and each image pixel is replaced with an element of S-box according to both the pixel value and the head pointer, while the head pointer varies with the previous substituted pixel. In the diffusion process, the key stream buffer is used to cache the random numbers generated by the chaotic system, and each image pixel is then enciphered by incorporating the previous cipher pixel and a random number dependently chosen from the key stream buffer. A series of experiments and security analysis results demonstrate that this new encryption algorithm is highly secure and more efficient for most of the real image encryption practices.     

Secure image transmission through crypto‐OFDM system using Rubik's cube algorithm over an AWGN channel

Confidentiality of information must be maintained when it is required to be transmitted over a communication channel or when it is stored in a computer for further information access. Establishing a highly reliable and secure means of wireless communication for the transfer of digital data (text, images, audio, and video) from source to destination is becoming a prime requirement in present‐day wireless communications. Security can be achieved at the network level as well as at the data level. Data‐level security is made through cryptographic techniques. This paper emphasizes data‐level security aspects in a wireless communication system for the secure transmission of images over an AWGN channel condition. Here, a crypto orthogonal frequency division multiplexing system (crypto‐OFDM system) is designed using Rubik's cube encryption algorithm scheme for secured transmission of images under the MATLAB environment. The quality of the image transmission is analyzed using peak signal to noise ratio (PSNR) and BER at different SNR conditions. The quality of the encryption algorithm was also tested with statistical metrics, which are the histogram, NPCR, UACI, entropy, correlation coefficient analysis, etc. The numerical results reveal that a DCT‐based crypto‐OFDM system with Rubik's cube algorithm show a better performance over earlier cryptosystems and also perform superior to the original/basic OFDM system. The statistical analysis tests prove that Rubik's cube algorithm is one of the most robust algorithms for security point of view and is easy to implement, as Rubik's cube algorithm makes use of natural characteristics of pixel values, which form the basis for designing the secret key .