细胞神经网络与改进AES的超混沌图像加密方案

针对当前一类基于混沌系统的图像加密算法的应用进行研究,提出了一种五维细胞神经网络和AES（高级加密标准）加密算法相结合的超混沌图像加密算法。该方法定义了五个数和提取一个与明文像素值相关的参数作为密钥,通过细胞神经网络生成的超混沌序列作为AES加密算法的目标密钥;将明文与目标密钥进行异或处理;将目标密钥代入算法进行若干次AES加密算法进行加密得到密文。通过实验仿真表明,该算法能较好地抵抗差分攻击、统计特性分析等,而且还能有效抵抗明文攻击,加密效果较好。     

Hopfield神经网络和AES结合的超混沌图像加密算法

针对近几年人工神经网络在图像加密领域的应用进行了研究,提出了一种新的四维Hopfield神经网络和AES（高级加密标准）加密算法相结合的超混沌图像加密算法。该方法首先定义了四个数和提取一个明文像素值的平均值作为密钥,通过Hopfield神经网络生成的超混沌序列作为AES加密算法的目标密钥;然后,将明文与目标密钥进行异或处理;最后,将目标密钥代入算法进行三重AES加密算法进行加密得到密文。通过仿真实验表明,该算法能够很好地结合两种算法的优点,达到非常好的加密效果。     

基于混沌映射的分块循环DNA图像加密算法

数字图像具有数据量大、冗余度高、像素间关联性强等特点,打破数据间关联性及提高敏感性是保护图像信息的关键。针对如何快速有效打破图像像素间强关联性、提高图像数据敏感性等问题,提出基于logistic混沌映射的分块循环DNA图像加密算法。算法采用二次置乱、一次扩散结构,首先通过zigzag变换置乱明文图像,打破明文像素间的强关联性;其次将伪随机序列生成器产生的密钥作为混沌参数进行混沌映射,生成动态DNA编/解码、运算规则,对置乱的明文图像进行DNA编码形成初始密文;然后利用DNA运算规则,对初始密文进行分块循环DNA运算,完成密文扩散,并对DNA碱基进行统计和归一化作为二次混沌密钥;最后采用二次混沌映射生成动态步长规则,对密文进行变步长约瑟夫置乱,利用DNA解码规则形成最终密文图像。实验结果表明,密文图像像素分布均匀、像素间关联性弱、密钥敏感性强、密钥空间足够大,能够有效抵御信息分析、暴力、噪声、剪切等常见攻击,具有较高的安全性。     

基于斜帐篷混沌映射和Arnold变换的图像加密方案

针对单纯使用Arnold变换（猫映射）进行图像加密密钥空间小的问题,基于斜帐篷混沌映射和Arnold变换提出一种新的图像加密算法。算法首先根据明文生成密钥,然后利用斜帐篷混沌映射和Arnold变换对图像进行加密。该算法引入混沌映射大大增加了密钥空间,使密文随机性和抗攻击性更强,确保了加密后的密文更安全。实验表明,该算法可以对图像进行有效加密,可以有效防止针对加密图像的各类攻击。     

对多混沌映射图像加密算法的分析与改进

对一种多混沌映射图像加密算法进行分析,分析结果表明,该算法不能抵抗选择明文攻击和差分攻击,为此提出一种改进的自适应多混沌分块图像加密算法。将图像分成上下两块,使加密因子与明、密文相关联;改进加密公式,使密文与明文、密钥的关系复杂化。实验结果表明,改进算法的安全性高,克服了原算法不能抵抗选择明文攻击和差分攻击的缺陷,拥有更好的密文统计特性,且密钥空间巨大、加密速度快。     

改进Henon超混沌系统与AES结合的图像加密算法

针对近年来AES（Advanced Encryption Standard）加密算法在图像加密领域应用中存在的一些缺点,提出了一种基于改进Henon超混沌系统与AES结合的图像加密算法。该算法首先利用四维Henon超混沌系统产生超混沌序列,通过引入明文图像像素的相关特性作为参数来截取超混沌序列作为BP神经网络的训练样本,训练后得到的非线性混沌序列作为AES加密算法的目标密钥。将目标密钥代入AES加密算法进行两轮循环加密得到密文,且每轮加密过程中都会由混沌序列产生新的S盒和轮密钥,大幅度提高了密钥的随机性。仿真实验结果表明,该算法能够很好结合三者的优点,安全性非常高。     

基于变形分数阶Lorenz混沌系统的图像加密算法

提出一种基于变形分数阶Lorenz混沌系统并且结合频域Arnold置乱的图像加密算法，使用离散小波变换对图像进行多次滤波，置乱选取有参数的Arnold映射克服了周期性影响，采用非等长Arnold置乱解决了对明文图像尺寸的限制问题。密钥生成使用安全哈希算法SHA-256,分别产生置乱阶段和扩散阶段的密钥，增强了系统的抗差分攻击能力。性能仿真结果表明，提出的加密算法密钥空间大、密钥敏感性高、密文统计直方图分布均匀、相邻像素相关性低、信息熵接近于理想值、抗差分攻击能力强，具有较高的安全性。     

基于混沌理论运行密钥长度可变的图像加密

针对传统图像加密算法,密钥生成理论不坚实,密钥长度固定,取值范围有限的不足,提出具有坚实理论基础的变长密钥图像加密算法。给出均匀化趋势定理和偏差定理,然后依据该定理设计了混沌序列均匀化生成算法,用于生成服从均匀分布的随机数。在此基础上,应用该随机数生成欲加密明文长度以及对应长度的密钥,并通过密文随机扰动混沌序列和随机反馈加密技术,实现了具有一次密钥流的变长密钥图像加密。理论分析和实验结果表明,提出的图像加密算法不仅继承了传统加密算法的一次密钥流的优点,而且由于理论坚实且引入变长密钥加密机制,密钥空间及其取值具有伸缩性,增加了破译难度,增强了图像的安全性。     

一种基于外部密钥和密文反馈的混沌密码新算法

提出了一种基于逐段线性混沌系统的图像加密算法。通过对外部密钥的映射,分别产生系统的初值和参数值,根据图像大小经16个逐段线性映射迭代出足够的密钥流,并引入密文反馈机制,对图像像素值逐个进行多轮异或加密。实验表明,这种加密算法使密文对明文和密钥都充分敏感,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性。而且算法具有密钥空间大、加密速度快的优越性。     

混沌和DNA运算结合的图像加密算法仿真

提出了一种混沌和DNA运算结合的图像加密算法,为了实现密钥与明文关联,算法引入了哈希函数,借助哈希函数的单向性和雪崩效应,实现密钥与明文关联,增大密钥空间.通过哈希函数SHA-512计算明文图像和外部密钥的哈希摘要,并将其作为内部密钥.同时算法结合高维Chen氏超混沌系统和一维SPM映射进行设计,对明文图像进行分块处理,然后在Chen氏超混沌序列的选择下对各个明文图像块进行DNA加密运算,最后将加密得到的各密文块合成为密文图像.算法通过编程进行了仿真,结果表明提出的算法具备抗统计分析攻击和抗差分攻击等能力.     

混沌映射与比特重组的图像加密

目的 当前很多图像加密都采用基于比特的加密算法。针对这种比较流行的加密算法所存在的安全缺陷问题,提出一种能够解决比特面0比特和1比特置乱时的位置限制的图像加密算法,实现比特的全局重组。方法 首先利用Tent混沌映射生成一个伪随机序列,然后利用生成的伪随机序列对比特明文图像进行整行以及整列的置乱,将置乱后的比特像素矩阵分块分别进行Henon映射的置乱,最后经过扩散操作得到最后的密文图像。结果 加密后明文图像的像素值的分布由不均匀变成了均匀分布,明文图像的各像素间的相关性被打破,使得原图没有了统计特性,像素变化率（NPCR）以及归一化平均变化强度（UACI）皆接近理想值,算法能够抵抗穷举攻击和差分攻击,并且在能保证加密安全的同时能有较低计算复杂度。结论 本文所提出的图像加密算法具有加密后像素相关性低、密钥空间大,以及对明文图像和密钥高度敏感等特点,本文算法在进行比特级的置乱时,又加入了与明文相关的特性,增强了加密算法的明文敏感性,同时也加强了加密算法的扩散性,可有效地保障密文图像的安全。     

一种基于Arnold和Logistic双混沌系统的数字图像加密算法

提出了一种基于Arnold变换和Logistic混沌映射相结合的彩色数字图像加密算法.首先使用传统的Arnold变换进行图像位置置乱,再利用Logistic映射产生混沌序列改变图像的灰度值,从而构造出一个位置置乱和像素值改变相结合的图像加密算法.最后使用Matlab进行实验仿真,结果表明该算法能够取得很好的加密效果,且...     

基于迷宫置换和Logistic混沌映射的图像加密算法

传统基于置换和混淆的图像加密算法,置换效率低且难以抵抗已知/选择明文攻击,针对此问题,提出基于迷宫置换和Logistic映射的图像加密算法。为提高置换效率,采用深度优先搜索(DFS)迷宫生成算法来高效产生置换;为抵抗已知/选择明文攻击,将待加密图像的消息摘要算法5(MD5)摘要与用户密钥绑定,用以产生迷宫起点坐标、Logistic参数和初值,然后由Logistic映射产生随机数,来决定迷宫置换的节点试探方向和参与混淆,从而使加密环节与明文图像紧密相连。实验表明,所提算法具有较好的加密质量、较高的安全性,且能抵抗已知/选择明文攻击。     

基于遍历矩阵和混合密钥的验证和图像空域加密技术

由于图像与人感知外部世界的基本手段相吻合,因此相关的信息量有可能涉及到个人隐私、商业利益、军事机密等,所以多媒体信息的安全问题变得越来越重要。传统的加密系统,如RSA、DES、IDEA、SAFER和FEAL等,其加密速度慢而且不能有效去除相邻像素的相关性,不适合用于图像加密。经过二十多年研究的混沌加密系统具有良好的特性适合图像加密,但大部分是基于对称加密。对称加密比非对称加密速度更快,但是对于密钥的管理制约了其广泛的使用,为了弥补这一缺陷,文章提出混合密钥机制,不仅可用于图像加密,而且可用于验证。遍历矩阵在加/解密系统中不仅作为公开密钥存在,而且是图像置乱和扩散的关键参数。实验结果表明,与现有的混沌加密系统相比,文章提出的图像加密技术彻底置乱和扩散原始图像,并且拥有至少3.08＆#215;105898个密钥的巨大空间,因此足够抵制蛮力攻击。相比于现有的混沌密码系统,文章的实验测试结果更加乐观,在C语言下,置乱和扩散阶段的执行时间相当稳定（分别是1.9-2.0毫秒和2.0-2.1毫秒）。与Yang和Ismail所提出的算法相比,根据文章中的性能评估、敏感度分析和统计分析,文章所提出的算法具有更高的安全性,并且适用于网络传输。     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

为了有效改进图像的加密效果及安全性,在对已有的图像加密算法进行分析的基础上,提出基于混沌映射的位变换和DNA序列的图像加密算法。首先,采用混沌映射生成置乱序列对图像在位平面进行置乱,同时达到了图像置乱和扩散的双重加密效果。然后,利用DNA编码规则,对置乱后的图像编码,进行DNA运算,实现图像的扩散。实验结果表明,该算法密钥空间足够大,密钥敏感性较强,具有较好的安全性。     

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。     

基于混沌序列的数字彩色图像加密算法

提出用Logistic混沌序列产生多个加密矩阵与基色矩阵进行多次异或的方法,对彩色图像的RGB分量进行随机化处理,使加密后的图像均匀。由于混沌序列对参数和初始值的极端敏感性,即使加密算法被公开,没有正确的密钥也无法得到有用信息。因此采用多组分支参数和初始值作为密钥,使密钥长度有效增加。实验结果证明了该算法是有效的。     

A novel color image encryption algorithm based on image hashing, 6D hyperchaotic and DNA coding

In order to improve the key space of color image encryption algorithm, the sensitivity to the contents of plain images, the robustness against various types of known attacks, and to achieve the tamper location analysis, a novel color image encryption algorithm based on image hashing, six-dimensional (6D) hyperchaotic and dynamic DNA coding is proposed. Firstly, the color image is pre-processed and the hash sequence is extracted by image hashing algorithm which is used as the initial value and control parameter of chaotic system. Secondly, three color channels of the color image RGB are synthesized into a two-dimensional matrix and the pixels replacement are performed by using the improved two-dimensional chaotic map. Finally, a 6D hyperchaotic system is used to generate random sequences for DNA dynamic coding and arithmetic operations of color images, the encrypted image is obtained. The experimental results show that, compared with the existing methods, the proposed algorithm has a large enough key space, better plain-image sensitivity, better statistical and differential characteristics, as well as can resistant various forms of attacks such as noise and cropping, and the tampering image can be tamper-located analyzed, which has good security and strong robustness.