基于改进Logistic映射的混沌图像加密算法

经典Logistic映射存在系统参数范围受限、混沌序列分布不均等问题。对Logistic映射进行改进并将其应用于图像加密中,设计一种置乱与扩散同时操作的图像加密算法。对经典Logistic映射增加模运算并对其所生成序列进行二进制比特重排,利用改进Logistic映射生成具有更好混沌特性的伪随机序列并用于加密系统的置乱和扩散阶段。将所生成的伪随机矩阵与明文图像矩阵进行异或操作以实现明文图像预加密。在此基础上,采取置乱与扩散同时操作的策略以置乱和扩散预加密后的图像从而得到密文图像。安全性分析及实验结果表明,该算法具有良好的加密性能和安全性,可以抵抗暴力攻击、差分攻击等常见攻击。     

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.     

基于改进的Liu混沌系统序列的图像加密算法

为了提高混沌序列的复杂性和伪随机性,首先,对Liu混沌系统生成的混沌序列进行了改进,使改进后的序列具有理想的伪随机特性;然后,利用改进的Liu系统混沌序列对图像进行加密,提出了置乱与替代相结合的加密算法。实验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,因此,算法具有较高的安全性。     

基于OCML和TDERCS混沌系统的图像加密新方案*

研究了一个基于时空混沌系统和切延迟椭圆反射腔(TD-ERCS)离散混沌系统的图像加密方案.在该方案中,一类在时间和空间上均具有混沌行为的单向耦合映像格子(0CML)被分别用于图像的置乱和灰度值扩散,同时使用统计性良好的TD-ERCS混沌系统生成两个独立的伪随机序列赋给0CML系统的初值和耦合系数.该方案设计简单,能够实现任意大小图像的加密.数值实验和性能分析证明其具有很高的安全性.     

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。     

基于细胞神经网络和并行压缩感知的 图像加密算法

基于细胞神经网络(CNN)和并行压缩感知(CS)提出了一种高安全性的非可视化图像加密算法, 旨在提高现有加密算法的信息传输效率以及减少存储空间。首先明文图像的小波系数经过阈值处理和索引置乱 后,利用受控的部分哈达玛矩阵对其进行并行压缩,接着执行费雪耶兹行列置乱和加模操作,然后再将部分加 密图像分割并通过最低有效位(LSB)嵌入算法随机地隐藏到剩余加密图像的 alpha 通道中生成最终的类噪声密 文图像,具有超混沌特性的 CNN 所产生的伪随机序列用于构造置乱、扩散以及受控测量矩阵。最后,通过一 系列的安全性分析表明,该算法具有很高的传输效率和安全性。     

基于交叉混沌映射的小波域图像加密算法*

随着网络安全的地位不断增强,图像加密也日益引起人们的关注。本文针对这一现象设计了一种新的图像加密算法。该算法先将图像进行小波变换,再利用交叉混沌映射产生的混沌序列分别对低频和高频系数进行分块置乱;小波逆变换后,再用一组新的混沌序列对置乱后的图像进行扩散。实验证明,该算法密钥空间大,密钥敏感性强,能有效地抵抗暴力攻击、统计攻击和差分攻击。     

对一种基于比特置乱的超混沌图像加密算法的选择明文攻击

最近,一种基于比特置乱的超混沌图像加密算法被提出,其核心思想为:首先,用混沌序列对明文图像进行像素置乱操作;然后,根据一个随机序列中相邻两个元素的大小关系对像素进行不同的比特位置乱;最后,把经过比特置乱后的序列与另一个混沌序列进行扩散、混淆运算得到最终的密文图像,从而使明文图像达到更好的加密效果。对该加密算法进行了安全性分析,发现该算法的安全性完全依赖于3个混沌序列,通过选择明文攻击依次破解出原算法中的3个混沌随机序列,恢复出了明文图像。理论分析和实验结果验证了所选择明文攻击策略的可行性,同时对该算法进行了改进,在改进算法中混沌系统的初始值与明文图像的SHA-256哈希值有关,从而使得密钥流与明文图像相关,因此算法可以抵抗选择明文的攻击。     

一种基于时空混沌系统的彩色图像自适应位级加密算法

基于时空混沌系统,提出了一种新的自适应的在位级进行操作的彩色图像加密策略。首先将原始明文图像转化为R、G、B 3个分量,接着采用自适应方法进行加密,即先用B加密R得到R′,用R′加密G得到G′,用G′加密B得到B′,用B′加密R′得到R″,如此循环一轮即得到加密后的密文图像。加密操作包括置乱和扩散,使用时空混沌系统CML对原始图像在位级进行置乱,然后采用Logistic系统对置乱后的二值图像进行扩散。混沌系统的初始值受明文信息的影响,使得算法对明文敏感。对密钥空间、图像直方图、密钥敏感性、相关性、信息熵、明文敏感性、密码攻击进行的测试和分析,证明了算法的安全性和高效性,其在图像保密通信领域具有巨大的应用潜力。     

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。     

基于小波变换的抗退化混沌图像加密算法

针对图像加密普遍存在高复杂度和安全性差的问题,结合抗退化混沌系统和小波变换,设计一种图像加密算法。利用Lorenz混沌系统,进行抗退化处理,生成混沌序列;使用小波变换,通过混沌序列对各子带系数进行置乱处理,同时对低频子带系数做扩散处理,小波逆变换后得到初始加密图像;对初始加密图像进行像素值的扩散和像素间耦合加密得到最终加密图像。仿真结果表明,该算法的密钥空间大,密钥敏感性强,可以抵抗各种攻击,具有较高的安全性和实用性。     

基于DNA编码和超混沌系统的图像加密算法

针对DNA编码规则单一和混沌加密算法对密钥的灵敏度低等问题,提出一种基于DNA编码和超混沌系统的图像加密方案。该算法首先使用SHA-3算法计算明文图像的哈希值,用于超混沌系统的初始值,增加明文敏感性;其次将图像转换为DNA序列,并与所构建的S盒子进行DNA序列运算;最后用超混沌系统产生的序列对图像进行置乱。结果和理论分析表明,该算法不仅提高了密钥敏感性和传输数据的安全性,而且具有较好的抗穷举攻击、统计攻击和差分攻击能力。     

基于伪随机点的混合图像融合加密方法

图像数据在网上传输需要经过加密处理,而现在很多加密算法都遵循动力学的衰退原理,会退化成具有周期性的算法,而会导致图像信息的泄漏等问题。提出一种基于伪随机点的混合图像融合算法,它先把图像分成8×8的小块,然后对每块图像进行变换,产生一个伪随机序列,将图像块内的像素值和按伪随机序列所对应的像素值相融合进行一次置乱,然后对EZW编码后的图像用混沌序列再一次置乱。试验结果表明,该算法具有很好的安全性,也比较容易实现。     

基于WT算法联合混沌理论的图像加密研究

图像加密作为信息加密领域的重要一支,其对于信息安全的重要性显得愈发重要,能够有效地对目标图像信息进行加解密逐步成为了人们的研究热点。为了提高图像加密的安全性,以混沌系统所具有的初值敏感性以及类似随机为基础,提出了采用“混沌变换”方法对图像进行置乱操作的算法,随后以此为基础结合小波理论设计一种图像加密算法。在图像的预处理阶段首先对图像采用小波变换得到四幅小波子图;随后基于混沌置换将四幅子图置乱处理;最后通过小波逆变换恢复出目标加密图像。通过数值仿真实验表明通过该方法解密获得的图像具有与原图像非常高的一致性,并且获得了较高的安全性。     

基于2D sine Logistic混沌映射的医学图像频域加密算法

针对现有医学图像加密算法在加密效率和安全性上的不足,提出一种基于2D sine logistic混沌映射的医学图像小波域加密算法。算法首先利用整数小波变换将医学图像从空域转换为频域,充分打破像素间的相关性;其次,利用2D sine logistic混沌映射生成混沌序列,选取三级小波分级的低频系数LL3进行扩散和置乱加密,提高加密效率;并且将二级小波分解的中高频系数HL2和LH2进行扩散加密,解决加密图像中存在的明显轮廓问题;最后将加密后的小波系数进行小波逆变换得到加密图像。实验仿真结果表明,算法具有高安全性和加密效率,与现有空域方法相比,加密时间约为1/40;与现有频域方法相比,在保证加密效率情况下具有更好的加密图像隐蔽性。     

基于混沌序列的整数小波域鲁棒水印算法

首先对图像的蓝色通道进行整数小波分解,然后将二值化后的混沌序列经扩频处理作为水印信息,将此水印信息叠加在中频系数上,最后进行整数小波逆变换重构蓝色通道,合并三通道得到水印图像。由于混沌序列对初值具有极强的敏感性,攻击者很难从一段有限长的序列推断出混沌系统的相关参数,确保水印信息的安全性。整数小波变换的优良特性使图像在嵌入适量水印信息后拥有较低的细节损失率,实现了对彩色图像的高保真水印嵌入。实验结果表明,水印信息具有很好的透明性,对有损压缩、噪声干扰等常见的水印攻击具有较强的鲁棒性。     

Bit-level image cryptosystem combining 2D hyper-chaos with a modified non-adjacent spatiotemporal chaos

A novel bit-level image cryptosystem is proposed by introducing a new coupled map lattices (CML). The modified non-adjacent spatiotemporal chaotic system with good dynamic performance is constructed by coupling the piecewise-linear chaotic map (PWLCM) in a non-adjacent manner. In the proposed bit-level image cryptosystem, the binary plain image is scrambled globally by a 2D hyper-chaos system. And the confused image is then diffused via the pseudo-random sequences produced quickly and efficiently from the fabricative CML. After converting the diffused binary matrix into its homologous decimal matrix, the cipher image is achieved. Computer simulations and performance comparisons with recent image encryption algorithms demonstrate the superior performance and high security of our proposed cryptosystem.