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。      

基于复合离散混沌系统的图像加密算法

提出一种基于复合离散混沌系统的图像置乱加密算法,克服普通混沌量化图像置乱算法时间复杂度较高和需要对混沌轨道的概率分布有先验知识等缺陷。该算法利用复合离散混沌系统产生混沌序列,基于排序变换设计一个混沌图像置乱算法。理论分析和仿真实验表明,该算法具有较高的安全保密性能和抗攻击性能。     

基于超混沌的活动图像的加密新方法

基于超混沌信号的非周期性和不收敛性,提出了利用超混沌信号对活动图像进行加密的一种新方法,详细地论述了加密矩阵的实现。用产生的加密矩阵随机地改变每一帧图像的每一个像素,并利用图像置乱变换技术来实现对活动图像加密的目的。实验结果表明此方法是可行的。     

基于混沌的图像空域复合加密方法的研究

混沌动力系统是一种确定性非线性系统,具有类随机行为。利用其良好的伪随机性、轨道的不可预测性和混沌系统对初始状态及结构参数的极端敏感性等诸多优点,可以构造出良好的图像信息加密系统。提出了一种新的图像加密算法,利用两种混沌映射,分别对图像像素进行灰度置乱和位置置乱。实验和分析结果表明,此种算法在加密速度上有所提高并且对明文变化具有一定的敏感性,使得抵抗已知明文攻击的能力有了一定的提高,加密效果令人满意。     

基于压缩感知和超混沌系统的多图像加密算法

为了有效改善传输速率并降低带宽负担, 提出一种基于压缩感知和超混沌系统的多图像加密方案. 首先将多幅原始图像拼接成新的明文图像, 并将部分明文信息与随机正整数结合产生混沌系统初始值, 利用超混沌系统产生的伪随机序列生成加密过程所需的测量矩阵、置乱序列及扩散序列. 其次通过离散小波变换、阈值处理以及并行测量对明文图像进行压缩处理, 有效减少运算数据量, 大大加快运行速率. 最后通过无重复置乱操作和双向加模扩散得到最终的密文图像. 经多个层面的仿真模拟实验, 验证了所提算法能有效抵御剪切攻击, 且具有比较高的安全性.     

基于蔡氏电路混沌系统的图像加密方法

鉴于低维混沌加密存在密钥空间相对较小的局限性,基于三维蔡氏电路混沌系统的图像空域置乱加密方法可避免该局限性.利用产生的混沌序列,经过预处理生成置乱索引矩阵用于图像加密.该方案密钥敏感性高,可实现多幅图像的并行加密,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.     

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。     

基于仿射和复合混沌的图像加密新算法

随着多媒体的广泛应用,数字图像的安全性变得越来越重要.针对数字图像的特点,基于三维仿射变换和混沌,提出一种新的空域加密算法.先置乱像素的位置并根据像素坐标混合像素的值,然后按行交替进行非线性的扩散、代换,如此迭代至少3轮.代换时用中间结果扰动耦合的多个混沌系统以进行自适应的加密,置乱参数由混沌系统自动生成,置乱操作可以直接作用于任意宽高比的图像,不需要进行预处理.稍加改动算法使之处理对象为频域量化后系数,便可转换为频域加密算法.理论分析表明：算法密钥空间巨大,可抵御穷举攻击;明密文映射关系复杂,可有效地抵御选择明文攻击;算法符合模块化设计思想,采用的混沌系统形式简单,易于并行实现.实验结果表明：算法加密效果好,敏感性强,符合密码学中的混淆与扩散原则,安全性高.     

基于新的超混沌系统的图像加密方案

提出了一个新的超混沌系统,分析了新系统的混沌吸引子相图、平衡点及其性质、工yapunov指数等非线性动力学特性,并用该超混沌系统对图像进行加密研究。给出了一种新的基于四维超混沌系统的图像加密算法。实验结果及安全性分析表明,该算法具有较强的抵御穷举攻击、统计攻击、已知明文攻击能力,因而具有较高的安全性。     

基于高维混沌系统组合的图像加密新算法

提出了一种基于高维混沌系统组合的图像加密算法。该算法首先利用广义猫映射对图像进行置乱,然后利用Lorenz系统对置乱后的图像进行替代变换。研究结果表明,该算法具有良好的像素值混淆、扩散性能和较大抵抗强力攻击的密钥空间,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,且相邻像素的值具有零相关特性。这些结果表明所提出的方案具有较高安全性。     

基于三维混沌系统的图像加密算法

为了改进图像加密算法的安全性和效率,提出了一种基于三维混沌系统和位运算的数字图像加密算法,利用三维混沌序列的坐标分量分别产生置换序列和二值序列,在对待加密图像进行预处理的基础上,先应用混沌置换序列对预处理的结果图像进行基于灰度值位序列的置换操作,然后再应用产生的二值序列对结果图像的灰度值位序列进行位异或加密运算。实验结果表明,该算法具有良好的安全性和加密效果。     

一种基于复合混沌系统的数字图像加密算法 *

利用已有复合离散混沌动力系统在不变分布和迭代轨迹的若干性质 ,以 Logsitic映射产生的离散混沌序列的伪随机性作为基础 ,选择迭代函数产生新的离散混沌序列值 ,设计了图像加密算法。最后讨论了算法的安全性 ,经实验证明此算法使得加密图像具有很高的保密效果。     

基于四维超混沌系统的彩色图像加密算法

针对彩色图像在加密过程中数据量大、相邻像素相关性强及冗余度高等缺陷,提出基于新四维超混沌的彩色图像加密算法.利用混沌性能更好的四维超混沌系统与反向传播神经网络结合进行序列融合运算,生成伪随机性更好的融合序列作为密钥流;利用密钥流对彩色图像像素块进行位置置乱及像素扩散运算,得到最终的密文图像.仿真计算结果表明,该加密算法...     

基于新的变参数混沌系统的图像加密

针对一维离散单混沌系统在计算机有限精度下存在的退化问题,提出了一种在生成混沌信号的过程中参数随机变化的混沌伪随机序列产生方法,基于该方法构建的混沌系统较单混沌系统具有伪随机序列周期大、密钥数量多、密钥空间大等优势,所产生的密码具有更高的安全性能。基于该方法,还提出了一种新的图像加密算法。仿真分析证明,该图像加密算法原理简单,安全性高,便于软硬件实现。     

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。     

基于分数阶统一混沌系统的图像加密算法

为了解决数字图像信息传输所面临的安全性问题,基于分数阶统一混沌系统,提出了一种新的图像加密算法.采用经典的置乱-扩散机制,整个加密策略分为图像像素位置置乱和像素值替代两个过程.在像素置乱的过程中,采用排序的方式分别对图像的行和列进行置乱.在像素值替代的过程中,通过与密钥序列进行异或运算来实现加密.而混沌系统则作为伪随机序列发生器,并作用于加密的各个阶段.安全性和时间复杂度分析表明:该算法具有高的安全性和低的时间复杂度,且能够抵御几种常见的攻击方式.     

一种基于混合混沌序列的图像加密方法

给出了一种基于Henon映射、Logistic映射和Lorenz系统三种混沌动力系统的图像加密算法。该算法用两个离散混沌系统Henon映射和Logistic映射组合来驱动一个连续Lorenz系统,用得到的信号对图像进行加密。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。另外,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。     

基于分数阶陈氏混沌系统的图像加密算法

由于分数阶混沌动力学系统比整数阶系统具有更复杂的动力学特性,且能为图像加密方案提供更多的自由度,基于分数阶陈氏混沌系统,提出了一种图像加密方法。在发送端,驱动系统产生混沌信号,利用混沌信号扰乱明文图像的像素位置,将扰乱后的图像掩盖在混沌信号中,得到传输的密文图像。在接收端,通过同步系统去掩盖,进行像素位置扰乱的逆操作,恢复明文图像。最后对提出的加密算法进行了安全性分析。实验结果表明,该加密算法安全性高,具有良好的研究价值和应用前景     

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。     

基于分形编码和LIC混沌系统的图像压缩加密算法

随着数字图像在网络中的广泛应用,其在安全、传输、存储等方面的问题亟待解决。提出的算法为分形编码提供了新型安全方案,分形图像编码具有压缩比高和重构质量高的特点,而混沌的不可预测性和初值敏感性适用于图像加密,将分形编码和混沌加密有效结合可以充分发挥两者的优势。此外,通过耦合增强构造新的混沌系统,改善了种子映射复杂度低、混沌范围有限等问题,并设计了置乱扩散同时进行的加密结构来提高算法效率。实验表明,提出的算法的密钥空间大、密钥敏感性强、相邻像素相关系数和信息熵都接近理想值,能够抵抗多种常见攻击,且加密速度更快,能满足实际应用的需要。压缩性能方面,在满足重构视觉质量的同时达到了较其他方案更高的压缩比。