基于自适应排列的快速图像加密算法

现有自适应图像加密算法可以抵抗已知明文攻击,其单轮加密速度很快,但安全性和整体加密速度较低。基于自适应排列提出一种新的快速图像加密算法,在确保加密操作简单高效的前提下,改变加密前后图像的像素分布。实验结果表明,该算法性能优于其他同类算法。     

一种对高维混沌图像加密算法的攻击方法

分析基于Lorenz三维超混沌系统的图像加密算法在已知图像条件下的安全性,给出原算法的一个等效加密算法,并在此基础上,提出一个等效密钥求解算法。该密钥求解算法同样适用于原算法的等效密钥求解,对比穷举攻击方法,其计算复杂度大幅减小。实验结果表明,该算法能够对原算法进行已知图像攻击。     

基于快速置换和可选择像素扩散的医疗图像加密算法的安全性分析

图像加密算法的安全性是最基本和最重要的。医疗图像加密是保护患者隐私的一种手段,分析医疗图像加密算法的安全性,对设计医疗图像加密算法、增强算法的安全性和促进医疗图像加密算法的应用非具有常重要的意义。最近,Hua等提出了一种基于快速置换和可选择像素扩散的医疗图像加密方案。加密方案的一个关键操作是在图像的四周插入随机值,然后通过置乱使得随机值分散到整幅图像,最后通过扩散混乱等操作加密整幅图像。每次加密都会产生不同的随机值,即使加密相同的图像,每次加密得到的密文也不一样,这就保证了“一次一密”的加密效果。文中采用差分分析和选择密文攻击,从理论上详细地分析了Hua等提出的算法。首先分析解密过程,通过差分分析构造明文-密文的线性关系,并根据构造的线性关系建立密码本;然后使用密码本攻击便可破解该算法。密码本的大小与图像尺寸相关,若密文图像的尺寸为M×N,则构造的密码本包含(M×N+1)个明文-密文对。仿真实验验证了理论分析的正确性。为了提高该算法的安全性,抵抗文中提出的密码本攻击,进一步提出了一种基于差分分析的改进方案。该方案引入了与明文相关的置换矩阵。仿真实验结果和统计分析结果表明,改进方案不仅继承了原算法的优点,而且具有很好的抗差分攻击能力。     

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。     

基于相位恢复和混沌图的多图像并行加密算法

基于相位恢复算法提出了分数傅里叶变换域的多图像加密算法。一组图像作为复值图像的振幅部分分别采用不同分数阶傅里叶变换加密到一个混沌图上;通过非线性加密过程产生的相位密钥与明文相关,所提的加密算法可以抵抗已知明文攻击,选择明文攻击和选择密文攻击。通过混沌系统还原的混沌图可以独立解密所有图像,加密容量较大。仿真结果验证了该方法的可行性、有效性和安全性。     

一种自适应的图像加密算法

给出一种新的自适应图像置乱加密算法,加密后的图像可以有效防止已知明文的攻击.并且,算法具有良好的完整性保护功能,可用于图像验证.实验结果表明,算法在运算速度、抗攻击能力等方面具有良好的效果.     

基于超混沌系统的图像加密算法的安全性分析*

为了验证文献中提出的一种基于Logistic强混沌映射和陈氏超混沌系统的图像加密算法的安全性,对其进行了安全性分析,提出了适用于任意大小加密图像的已知明文攻击方法和选择明文攻击方法。同时,指出了原加密算法不安全的根本原因,并给出了提高其安全性的若干建议。     

一种改进logistic方程的图像加密新算法

提出了改进的logistic混沌方程和新的图像加密算法。改进的混沌方程对比logistic混沌方程具有更大的密钥空间,而且所生成的混沌序列的互相关性、敏感性等密码特性更好。新的图像加密算法是运用密码学原理设计的随机加密算法,理论上安全空间非常大。理论分析和计算机仿真实验表明该方程和该算法结合的加密机制具有更好的加密效果和安全性,能有效抵抗暴力攻击、已知明文攻击和统计分析。     

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。     

基于混沌映射的图像加密算法

目前大多数图像加密方法都只是针对方形图像的加密,为了解决这一局限性提出了一种同时适用于方形和矩形图像的加密算法。将基于图像拉伸和折叠获得的新二维映射用于图像位置置乱,将含有混沌映射的扩散函数用来改变原图各像素点的灰度值,从而得到位置置乱和灰度置乱相结合的加密算法。实验仿真结果表明该算法能够很好地实现对任意大小和形状图像的加密,且加密效果令人满意。算法具有密钥空间大、密钥敏感性强以及能够抵御统计和已知明文攻击等优点。     

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。     

改进的分块算法在矩形图像加密中的应用

为提高图像加密算法抵御穷举攻击、统计分析攻击及差分攻击的能力,提出了一种改进的基于混沌的分块图像加密算法,并用于矩形灰度图像加密。该算法通过对外部密钥分组生成Logistic映射初始条件并迭代生成混沌序列,有效增强了密钥的敏感性。提出三向散布并结合像素值替代算法能够明显增强算法抵御差分攻击的能力;同时为增强算法的鲁棒性,采用反馈机制修改密钥。实验结果表明,该算法较二维混沌图像加密具有更高置乱度,且能够有效抵御穷举攻击、统计分析攻击及差分攻击。     

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。     

基于新混沌与矩阵卷积运算的彩色图像加密算法

针对彩色图像加密过程中出现的强相关性和高冗余问题,提出基于云模型的Fibonacci混沌系统与矩阵卷积运算的彩色图像加密算法。首先对彩色图像的R、G、B分量拼接图像像素点坐标变换置乱;然后将混沌序列值作为卷积核的输入值与像素值进行矩阵卷积运算,实现像素值置换;再与云模型Fibonacci混沌序列及前相邻像素值进行正反双向2次异或操作生成加密图像。实验分析表明,加密后的图像直方图更加平滑,像素分布均匀,图像相邻像素相关性低,加密图像RGB分量平均水平、垂直和对角相关系数分别为-0.0010,0.0016和0.0031,能够抵抗差分攻击、明文攻击、噪声攻击和剪切攻击等攻击实验,提出的新加密算法具有加密安全性高、抗干扰性高、鲁棒性强等特点。     

基于级联混沌系统改进的图像加密算法

针对目前混沌加密数字图像难以抵抗已知/选择明文攻击的主要缺陷,提出了基于级联L-L混沌系统改进的图像加密算法。不同于传统Fridrich置乱和扩散的架构,采用一种新的改进的加密算法架构使置乱-扩散过程相结合,并利用明文MD5值分组异或调制级联混沌系统的参数和初始值,增加算法对明文的敏感性,从而使整个加密算法能有效地抵抗已知/选择明文攻击。实验结果表明：该改进算法有着很好的加密效果和安全性,并在明文敏感性分析方面效果更好,能有效抵抗已知/选择明文攻击。     

Cryptanalysis and improvement of an image encryption algorithm based on hyper-chaotic system and dynamic S-box

Recently, an image encryption algorithm based on hyper-chaotic system and dynamic S-box has been proposed by Liu et al. The main idea of the encryption algorithm is utilizing key-streams generated by hyper-chaotic system to permute and substitute plain-image pixels. In this paper, we analyze the potential security problems of the encryption algorithm in detail and propose a chosen-plaintext attack to break the encryption algorithm. The proposed chosen-plaintext attack indicates that the encryption scheme is insecure and not suitable for image secure communication. Based on the result of cryptanalysis, an improved algorithm is proposed to eliminate the potential security problem in Liu’s algorithm. Experimental results show that improved algorithm not only inherits the merits of the original scheme, but also has better cryptographic performances in statistical characteristics, plaintext sensitivity and key sensitivity.     

一种新的抗剪切的数字图像加密算法

提出一种将图像的重要信息嵌入自身,再进行加密的算法。该算法将图像8×8块的重要信息嵌入到由Lorenz混沌系统决定的另一图像块中,再对嵌入自身信息后的图像采用Lorenz混沌系统进行像素加密。通过对实验结果分析,证明该算法具有较好的安全性和较强的抗剪切攻击能力。     

对“一种超混沌图像加密算法的安全性分析及其改进”的选择明文攻击

针对一种改进的超混沌图像加密算法进行攻击.该算法利用超混沌系统对像素矩阵的初等变换实现像素置乱,并将像素置乱后的矩阵与超混沌系统的不同组合进行异或运算实现图像扩散.由于该算法采用易被攻击的矩阵初等变换和异或运算的加密措施,使其很难抵抗各种攻击.选择三个各具特点的明文矩阵,在未知加密密钥的前提下对该算法进行选择明文攻击.仿真结果表明对该算法实现了选择明文攻击.     

CH混沌序列图像加密算法分析

分析了一个基于混沌序列的图像加密算法的安全性，发现该加密算法本质上是一个移位密码且密钥空间太小，利用古典密码中对移位密码的分析方法得到混沌序列，进而给出了穷举参数求解其密钥的已知明文攻击方法。对于大小为M×N的明文图像，该攻击方法的计算复杂性为O(M+N)。理论分析和实验结果均表明该图像加密算法是不安全的。