基于一维混沌映射和比特块置乱的图像加密

提出了一种基于一维混沌映射和比特块置乱的彩色图像加密算法。利用Logistic映射生成的伪随机序列对彩色图像进行置乱,将置乱的图像分解成24个位平面。对每个位平面进行8×8的比特块划分并对其进行第二次置乱,对第二次置乱图像的进行扩散操作,得到加密图像。实验结果表明,与像素块置乱的多图像加密算法相比,本文算法具有较大的密钥空间和较好的鲁棒性能、安全性和加密效果良好。     

基于超混沌序列和位平面置乱的图像加密算法

通过研究分析已有的图像加密算法,结合超混沌系统和灰度图像的特性,提出一种基于超混沌序列和位平面置乱的图像加密方法。首先,利用本算法将明文灰度图像位平面分解;然后,采用Arnold置乱对高4位平面进行像素位置置乱;接着,将与明文相关的初值迭代产生的Chen超混沌序列对各平面进行像素值改变置乱;最后,将各置乱位平面整合成密文图像。实验结果和数据分析表明:加密图像灰度呈均匀分布,密钥空间大并高度敏感,可有效抵御统计、差分等攻击,具有较好的抗切割攻击能力,算法高效安全。     

线性移位寄存器在图像加密中的应用

图像加密技术作为数字信息保护的一种有效手段,随着信息技术的发展,人们对其安全性的要求越来越高。讨论了关于线性移位寄存器（LFSR）在图像加密中的应用。本算法先采用LFSR算法产生伪混沌比特密钥流,将该密钥流作为随机值映射算法和加密算法的初始参数。随机值映射算法取其中较高位的密钥流,生成置乱序列用于图像像素的位置置乱。另一组密钥流作为加密序列可对图像的像素值进行加密。实验结果表明该方法运算速度快,通过随机值映射算法产生的伪随机置乱和加密序列具有很强的可操作性、保密性,而且截取伪混沌比特密钥流的位数也可作为密钥存在。     

基于混沌和边缘特征的医学图像加密算法

基于混沌和边缘特征,给出一种医学图像加密算法,以改善加密效果并提高安全性能。先对原始医学图像进行位平面分解,并利用混沌序列获得源图像的边缘映射;再对原始图像位平面和源图像边缘映射依次进行异或操作;将异或图像合并后进行像素置乱和像素扩散处理,即可实现对医学图像的有效加密。理论分析和仿真实验表明,所给算法具有较大的密钥空间及密钥敏感性,与已有同类算法相比,其抵抗安全攻击的性能更强。     

一种基于混沌映射的图像分组加密算法

为了提高信息加密安全性,提出一种三角混沌映射与拟分组加密算法相结合的图像加密方法。利用三角混沌映射产生混沌序列,将该混沌映射产生的混沌序列量化为离散二值序列,分析该混沌序列的性能参数指标,最后将三角混沌作为密钥用于改进的拟Feistel结构加密算法。通过对加密后图像相邻像素灰度共生矩阵指标进行实验分析,结果表明加密后图像相邻像素具有良好的空间随机特性。     

基于多混沌系统的分组结构灰度图像加密算法

基于广义猫映射和单向耦合映射格子二种混沌映射,给出一种分组结构的灰度图像加密算法。先对初始密钥进行循环移位操作,得到多组轮密钥,再采用广义猫映射和单向耦合映射格子对图像进行迭代加密。在每轮加密过程中,由轮密钥产生两个加密子密钥,分别用于广义猫映射和单向耦合映射格子系统,以增加算法的安全性能。实验仿真和分析表明,加密图像的灰度直方图、灰度变化平均值、相邻像素相关系数及密钥空间敏感性等评价指标性能良好。     

分段式三角混沌及其加密应用

为了提高图像加密信息的安全性,提出一个基于三角混沌映射和分段相结合的混沌映射。将三角混沌映射进行分段处理并构造分段式三角混沌函数,将该混沌映射产生的混沌序列量化为离散二值序列,分析该序列对初始条件的敏感性、频数检验、平衡度、以及Lyapunov指数等指标,并将其应用于图像加密研究。实验结果表明,该分段式三角混沌映射相比三角混沌映射具有更加良好的混沌特性,将其用于图像加密可获得大的密钥空间,该混沌映射和密文交错的图像加密方法相结合能获得较高安全性的加密结果,通过对加密后图像相邻像素灰度共生矩阵指标分析,表明加密后图像相邻像素具有良好的空间随机特性。     

基于压缩感知和位平面多重置乱的图像加密算法

提出了一种基于压缩感知和位平面多重置乱的图像加密算法。算法采用二维混沌系统和非线性函数生成测量矩阵,利用该测量矩阵对原始图像的离散余弦变换压缩采样,得到该变换图像的测量值矩阵,将其组合成压缩加密图像。再对压缩加密图像位平面分解,得到压缩加密图像的位平面图。对该位平面图切割重组、置乱和扩散,将压缩加密图像的像素位置置乱,同时改变像素值的幅值,实现图像的加密。实验结果表明:本文的加密算法可实现图像的压缩加密,密钥的敏感性高,具有抗穷举、统计和噪声攻击等性能。     

基于多小波变换和混沌理论的图像加密法

针对混沌映射加密过分依赖初值的弱点,采用多小波分解结合Arnold变换和混沌序列组合对数字图像加密.将均匀置乱像素位置和像素灰度值的方法应用于图像加密领域.实验结果表明,在尺度因子和分解层数一定的情况下,选取任意混沌映射初值和迭代次数,密文视觉效果良好,且密文垂直和水平相邻像素的相关性降低近均超过50倍,密钥量达到101000,即使对图像进行65%面积剪切,图像轮廓依然清晰可见.     

新混沌系统与神经网络结合的图像加密算法

为了解决传统单一混沌图像加密算法中混沌系统退化、加密算法难以抵抗选择明文攻击等问题,构造了新3D-Duffing混沌系统,设计了一种明文相关联的位循环扩散加密算法,对图像进行第一次加密;采用RBF神经网络对Henon混沌序列进行预测,得到预测密钥流,在加密序列中随机嵌入预测密钥的方法来对图像进行二次加密,从而能有效地抵抗选择明文攻击。实验结果对比分析表明,该算法能够使图像像素值完全改变,且加密后的图像像素值分布均匀,NPCR和UACI值均接近理论值。该算法不仅解决了混沌系统退化等问题,还进一步提高了加密算法的安全性,具有良好的应用价值。     

结合S盒与混沌映射的图像加密算法

针对现有图像加密算法存在的加密质量低、明文敏感性差等问题,提出了一种结合S盒与混沌映射的图像加密算法. 对明文图像的散列值进行运算,得到混沌系统的密钥,以进行置乱和扩散,S盒通过Logistic映射生成. 利用二维Logistic映射和Chen混沌系统生成2个与明文图像大小相同的混沌序列,用来对图像的每个像素进行互换和一阶扩散,并利用混沌序列选择S盒元素与各像素值进行比特异或与同或运算,再对整体的各像素作二阶、三阶扩散处理. 仿真测试和安全性能分析结果表明,所提算法具有良好的加密效果、鲁棒性和明文敏感性,也能较好地抵抗各类攻击.     

基于Henon映射的数字图像加密

通过对目前普遍应用于数字图像加密的几种混沌系统进行分析比较,提出将Henon映射应用于图像加密．由于Henon映射所产生的混沌序列不满足均匀分布,可以利用王英等人提出的小数点右移去整的方法使之近似均匀分布．在对此方法移位参数限制的基础上,对混沌序列进行处理,得到更适合图像加密的伪随机序列．利用改进后的序列生成变换和置乱矩阵,对图像进行按位异或和置乱等加密运算．仿真结果表明,该算法可以达到较好的加密效果,并且具有较强的抗攻击性能．     

基于五阶CNN超混沌系统的图像加密方法

为提高二维图像加密的效果,提出一种将像素置乱和像素替换相结合的图像加密方法。首先,利用位平面分解处理明文图像,接着利用幻方变换置乱方法分别对8个位平面进行像素置乱加密预处理,然后对4个高位平面使用五阶细胞神经网络（CNN）超混沌系统产生的超混沌序列进行像素替换的再次加密。实验结果表明:加密后图像的信息熵可达到7.986,体现出较高的随机性;实现了对加密图像直方图的改变,降低了像素间的关联性。该方法有效地提高了二维图像的加密效果和抗攻击能力。     

基于高维混沌系统的图像加密改进算法

为保证数字图像在传输过程中的安全问题,通过分析传统的基于高维混沌系统的图像加密算法,提出了一种图像加密改进算法。将位置置乱和像素替换加入到每次迭代中,并使加密数据流与明文信息相关,弥补了传统算法在应用中的漏洞和不足。理论分析和仿真实验表明,该算法具有良好的保密性和加密效果,密文对明文或初始密钥的任何微小变化具有强烈敏感性,相邻像素满足零相关性,具有较强的安全性和可操作性。     

基于像素位置置乱和替代的超混沌图像加密算法

针对一些基于置乱、扩散结构的混沌图像加密算法,在像素位置置乱过程中,操作简单易受攻击等不足,提出一种改进的加强型超混沌图像加密算法.在置乱过程中加入了明文反馈机制,使得置乱效果不仅与混沌序列有关,而且跟明文本身也密切相关.在像素值替代加密的过程中,同时加入了密文和明文两种反馈机制,使得密文与明文、密钥之间的关系更复杂.经理论分析及仿真结果表明,改进算法不仅可以抵御选择明文攻击和选择密文攻击,且具有更好的密码学特性.     

基于压缩感知和DNA编码的图像加密算法

采用后稀疏化方案对待加密的明文图像做压缩感知处理,利用DNA编码规则与帐篷映射产生的混沌矩阵做规则运算,将单一编码多元化,对图像进行像素扩散,最后将扩散矩阵进行分割合并处理形成密文图像. 实验结果表明,提出的图像加密方案具备强的抗攻击特性和较好的重构效果.     

一种简单的二维映射及其图像加密算法

为了实现图像安全、快速加密,利用单边拉伸的思想设计了一种图像加密算法.映射由左映射和右映射两个子映射组成,通过对图像的拉伸和折叠处理,实现图像的混沌加密.首先从左至右(或从右至左)方向,依次将方图的列像素插入到行像素之间,将像素依次连接,原图像被拉伸成一条直线.然后,按照原图像大小,将直线折叠成为一个新的图像.该过程是可逆的,能应用于图像加密.本文推导了映射的数学表达式,设计了一种图像加密算法,将密钥设计为左映射和右映射的迭代次数.加密算法具有加密速度快、安全性高、没有信息损失、可移植性强、容易软、硬件实现等特点,是一种新的安全、有效的加密算法.     

基于置乱切换决策机制和声搜索的图像加密算法

为解决当前图像加密算法因其置乱过程存在周期性而难以有效降低相邻像素间的紧密度,导致其安全性不高的问题,提出了一种置乱切换决策机制耦合动态和声搜索的图像加密算法.将明文分割成均等图像子块,通过Logistic映射形成一组随机数组,并定义置乱切换决策机制,根据切换参数选择合适的置乱函数对各子块进行置乱.以图像熵值与相邻像素间的紧密度为目标函数,替换传统的和声搜索模型.通过改进和声搜索机制输出的最佳密钥设计像素加密函数并反复搜寻优化,使相邻像素间的紧密度最小.结果表明:与当前图像加密技术相比,所提算法的安全性更高,具有更高的抗剪切攻击与抗差分攻击能力.该算法能够较好地用于QR二维码以及数字图像的信息加密.     

基于细胞神经网络的图像加密新算法

借助高维混沌系统具有更高安全性的特点,提出一种基于五维CNN超混沌系统的图像加密新算法,并对该算法进行了性能分析．仿真结果表明该算法对密钥具有高度的敏感性,密钥空间巨大,明文的统计特性完全被打破,且大大降低了图像相邻像素之间的相关性,因此具有较高的可靠性和保密性．