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。     

基于复合混沌序列与小波变换的图像加密算法

针对单一混沌映射有可能退化为周期问题以及图像置乱加密计算量大的缺点，提出了一种基于复合Logistic和Chebychev映射与小波变换的图像加密算法。算法根据密钥控制复合混沌序列的初始参数，生成混沌序列，进而对图像进行置换加密，然后对加密后的图像进行小波分解，再对小波近似系数进行置乱加密。实验结果表明，该算法改进了单一混沌序列的退化问题，使混沌序列具有更好的随机性并改进了图像的直方图分布，算法具有良好的加密效果。     

基于离散傅里叶变换融合双混沌映射的图像加密算法研究

频域加密非常适用于大多数数字和光学图像处理体系,而空间域加密则适用于图像通信。为了充分利用在图像频率域和空间域加密的优势,进一步提高图像加密系统的安全性,提出基于离散的傅里叶变换和双混沌映射的图像加密算法,同时对图像的频率域和空间域进行加密。首先,利用二维离散的傅里叶变换将图像从空间域转换成频率域,并用改进的分段Tent映射分别对幅值和位相进行置乱处理;其次,将置乱后图像频率域进行傅里叶逆变换,转换成空间域,获得置乱加密图像;最后,利用改进的Bernoulli移位映射对置乱加密图像进行扩散处理。在MATLAB仿真平台上,实验结果表明:该算法高度安全,密钥空间大,有较强的密钥敏感性能,有效地提高了抵御选择明文攻击的能力。     

一种基于高维混沌系统的彩色图像加密新算法

根据高维混沌系统具有更高安全性的特点，提出一种基于统一混沌系统和广义猫映射的彩色图像加密新算法。该算法先利用广义猫映射分别实现空域彩色图像三基色置乱变换，然后由统一混沌系统输出的三维混沌序列分别实现空域彩色图像三基色逐像素替代变换。研究结果表明，该算法具有良好的像素值混淆、扩散性能和较大的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，证明了所提出方案具有较高的安全性。     

联合空域和小波域的图像加密

针对基于混沌理论的混合域图像加密算法存在加密强度较弱的问题,提出一种新的联合空域和小波域的图像加密算法。首先对原始图像进行一级二维离散小波分解,提取低频小波系数;接着使用二维Sine Logistic映射生成混沌序列,利用该混沌序列使用混沌魔方变换置乱低频子带,然后完成图像逆小波变换。对置乱后的图像,首先使用互绕Logistic映射生成混沌序列用于空域加密密钥,然后联合基于伽罗瓦域上元素乘法和异或的变换技术对像素进行加密;同时,引入混沌扰动和加密反馈技术以实现生成一次性运行密钥。理论分析和实验结果表明,新算法具有密钥空间大、抗重构攻击、抗差分攻击、加密效率可行、安全性强等特点。     

结合二维混沌映射与小波变换的图像加密方案

由于一维混沌映射有可能退化为周期以及密钥空间相对太小等缺点。现结合一次耦合形式的二维Logistic混沌映射,由此映射生成混沌序列,在空域上对图像进行加密,然后对其加密后的图像进行小波分解,对其小波系数进行混沌映射变换,从而在小波域上进行置乱加密。通过计算机模拟实验结果进行分析表明,该算法改进了单一混沌映射的退化问题,同时明文的各种统计特性也得到了很大的改变,且能有效地抵御各种攻击。     

基于混沌动力系统的数字图像加密方法

提出一种新的基于混沌有序化映射的数字图像加密方法。把混沌矩阵映射成有序矩阵同时得到混沌有序化映射;给出了加密算法的置乱模块和替代模块;设计了空间域和频率域加密算法。频率域加密密文图像能根据传输率要求随时进行相应压缩比的有损压缩,并能解密得到较低失真率的解密图像。实验结果表明所提图像加密方法安全、高效。     

基于小波变换域混沌加密与循环移位的改进图像加密算法*

传统混沌图像加密算法均对图像的空间域进行处理,该情况的秘钥敏感度较低,关联性较高,对此,提出一种基于小波变换域混沌加密与循环移位的改进图像加密算法。首先,根据原图像生成对应的秘钥,并采用该秘钥对原图像作循环移位处理;然后,将图像进行小波变换,获得小波变换域;最终,对图像进行二维混沌映射,作置乱处理。实验结果表明,本算法的统计性能、鲁棒性能以及秘钥敏感性均具有一定的优势。     

魔方变换及其在数字图像加密中的应用

提出了一种新的数字图像置乱方法：魔方变换，结合非线性动力学系统的Logistic映射。设计了基于魔方变换的图像加密／解密算法，首先由密钥生成得到自然数据混沌序列，以此序列为参数对图像矩阵进行魔方变换后得到加密图像，解密算法是加密算法的逆过程，实验结果表明，该算法能够得到令人满意的结果。     

基于混沌映射和小波变换的彩色图像水印算法*

为了实现对多媒体数据版权的有效保护,提出了一种基于离散混沌映射和二维离散小波变换的图像水印新算法。该算法利用切延迟椭圆反射腔离散混沌系统（TDERCS）产生的混沌序列,将其二值化后加密水印图像,并采用小波变换将加密后的水印图像嵌入到宿主图像的蓝色分量的最深层的四个子带中,嵌入位置则由广义猫映射确定。仿真实验和性能分析表明,该算法具有很好的隐蔽性、鲁棒性和安全性。     

基于改进cat映射与混沌系统的彩色图像快速加密算法*

针对已有基于混沌系统的图像加密算法计算复杂度较高的问题,基于改进cat映射提出一种计算复杂度较低、易于实现的彩色图像加密算法。本算法包括置乱与扩散两层,置乱层采用比特置乱代替传统的字节置乱,彻底打乱图像各像素的位置,并且对传统二维cat映射进行改进,大幅度地提高了计算效率,采用均匀的混沌伪随机产生器动态地改变加解密过程每轮的控制参数,提高了加密系统的安全性;扩散层则采用比特矩阵方法将每块扩散处理。基于真实图像的实验结果表明,本算法可抵御不同类型的攻击,计算效率较高。     

基于一维混沌映射的高效图像加密算法

随着多媒体技术的发展,基于数字图像的应用日益普及,图像本身的安全问题及图像所有者的隐私问题愈发严重。不同于文本数据,数字图像作为一种二维数据,其数据量大,冗余度高,像素间相关性强,将传统的一维数据加密方法直接应用于图像加密中难以达到加密的效果。当前,基于混沌理论的加密方法是图像加密领域的主流方法之一,其往往采用置乱-扩散的经典结构,利用所生成混沌序列的高随机性保证加密结果的安全性,同时具备较高的加密效率。然而,为了进一步增强加密算法的安全性,此类方法提出了大量复杂的混沌映射,如超混沌、多级混沌等,但它们的计算复杂度较一维混沌映射有了大幅增加。对此,文中设计了一种高效的一维复合混沌映射SPM,其将Sine映射和PWLCM映射结合,扩大了混沌映射的范围并保证了结果的遍历性,在不降低安全性的前提下极大地提升了混沌序列的生成效率;基于此,提出了一种新型结构下的高效图像加密算法,该算法仅需一轮置乱-扩散-置乱过程即可完成图像的加密,相较于传统方法减少了加密的轮数,进一步提升了加密的效率。实验表明,所提方法能够有效抵御选择明文/密文攻击,相较于已有算法,加密效率平均提升了约58%,具备较强的实用性。     

二次广义cat映射的混合混沌图像加密算法

针对混沌图像加密的特点,为了提高加密的效果,提出了一种二次广义猫映射的混合混沌加密算法。该方法首先利用广义cat映射对像素点进行多次迭代,然后再利用广义cat映射进行多次置乱,并且置乱的次数与图像本身的像素值密切相关。再用广义Henon映射产生的混沌序列与置乱后图像进行扩散加密运算。实验和仿真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,并且有效解决了混沌系统随机性差、熵攻击、控制参数少等问题。同时具有密钥空间大,加密算法简单,能够较好地抵抗差分攻击、统计特性分析的优势,安全性高,加密效果好。     

基于广义猫映射和加法模运算的快速图像加密系统

二维的混沌映射因其双瞳剪水初值敏感性以及伪随机性而广泛应用于图像加密.本文提出一种快速的图像加密系统,利用扩展的猫映射对图像进行置乱,通过简单的加法模运算对像素的灰度值进行替代与扩散,并且在每一轮迭代中采用不同的密钥.     

一种基于四值混沌阵列的数字图像加密算法

提出了一种基于四值混沌阵列的数字图像加密算法。利用混沌系统产生一个和图像大小相同的四值伪随机混沌阵列。加密时，将混沌阵列中不同的值分开处理，对不同的值对应的图像点像素进行不同的加密，然后根据给定的随机整数在混沌阵列中寻找加密结果的存放位置。解密是加密的逆过程。实验和分析结果表明，算法的时间复杂度和空间复杂度较低，加密效果较好，安全性较高。     

一种基于混沌映射与S盒的Feistel结构图像加密算法

计算机网络的发展和数字信息的多样化对信息保密技术提出了新的要求,人们在已有的加密算法的基础上开始着手研究新的加密方法以满足不同类型数据的保密要求.针对图像数据将分组密码学中的交替结构首先引入到基于混沌映射的图像加密系统中,采用混沌映射进行像素的置换和扩散,将动态S盒用于像素替代,两种操作交替执行.在每一轮加密中,通过简单的密钥扩展产生多个子密钥,分别用于不同的子加密过程.最后,理论分析和仿真结果表明,该加密算法具有严格的雪崩效应,且扩散性能和扰乱性能理想,能够有效地抵抗差分、统计分析和选择性明文攻击.     

A novel image cipher based on mixed transformed logistic maps

In this paper, a novel secure cryptosystem is proposed for direct encryption of color images, based on transformed logistic maps. The proposed cipher provides good confusion and diffusion properties that ensures extremely high security due to the mixing of colors pixels. The encryption scheme makes use of six odd secret keys and chaotic keys for each operation. The operations include initial permutation of all pixels with six odd keys, nonlinear diffusion using first chaotic key, xoring the second chaotic key with resultant values and zig-zag diffusion with third chaotic key. The proposed scheme supports key sizes ranging from 192 to 400 bits. The security and performance of the proposed image encryption technique have been analysed thoroughly using statistical analysis, key sensitivity analysis, differential analysis, key space analysis, entropy analysis and performance analysis. Results of the various types of analyses are showing that the proposed image encryption technique is more secure and fast and hence suitable for the real-time applications.     

基于滑块与矩阵旋转的混沌图像加密算法

针对当前混沌图像加密算法存在的安全缺陷问题,提出了一种基于滑块与矩阵旋转的混沌图像加密算法。在像素位置置乱过程中根据明文图像自身特点,产生与明文图像紧密相关的混沌系统控制参数;旋转图像子矩阵块来打乱整个图像,使所有像素点均匀分布。最后,在像素值替代过程中,利用滑块加密方法,使每一个像素点的加密结果都会影响滑块内的其他若干像素点,从而使加密图像所有像素点的加密结果相互关联,提高了加密图像的安全性。实验仿真结果表明,该加密算法能够有效的抵抗统计特征攻击、差分攻击,具有较高的安全性和良好的加密效果。     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

针对Logistic映射应用于图像加密时迭代点比较集中、遍历性较差的问题,提出一种改进的基于斜帐篷映射与脱氧核糖核酸(DNA)理论的图像加密算法。利用斜帐篷映射产生2组混沌序列来置乱图像中像素的位置,对初步置乱后的图像进行DNA编码,使其成为一个DNA序列,再由斜帐篷映射产生一组混沌序列以置乱DNA序列,通过DNA反变换得到最终的加密图像。从安全性和置乱程度2个方面进行仿真分析,结果表明,与Arnold变换、Hilbert曲线等传统置乱方法,以及Logistic映射与DNA理论相结合的算法相比,该算法具有更好的加密特性。