R(o)sler三维混沌系统在图像加密巾的应用

基于R(o)ssler系统的三维混沌序列设计了一种既改变像素位置又改变像素灰度值的图像加密方法.使用R(o)ssler三维混沌序列中的任意两维混沌序列控制像素的旋转与置换,剩下的一维序列变换像素的灰度.并且在R(o)ssler混沌加密密钥的基础上,增加了置乱密钥,提升了密钥空间,方便了密钥管理.对比Chebyshev映射实现的空域复合加密方法,仿真实验表明该加密方案加密时间短、效率高、安全性好且易于实现.     

一种基于复合混沌序列的图像加密方法

针对低维度混沌系统的密钥空间小、加密系统安全性较低的不足。提出一种由sine混沌改变均匀分布logistic混沌排列次序形成复合混沌序列的图像加密方法。首先,产生服从均匀分布的logistic混沌序列,用sine混沌序列重排该序列整数化后的重复部分,以此无重复数值的复合混沌序列进行像素位置置乱;之后,由于仅进行位置置乱不能改变图像的灰度统计直方图特征,用sine混沌重排整个logistic混沌序列形成复合混沌序列,以此进行像素扩散完成图像加密。对方法安全性从密钥空间、密钥敏感性、差分分析、统计直方图、相邻像素相关性、信息熵方面进行了测量。实验结果表明该方法密钥空间大、敏感性高,能有效地抵抗穷举分析、差分分析和统计分析。     

基于超混沌序列的图像加密方案

为了提高保密图像传输安全性, 基于超混沌序列提出一种图像置乱与置换加密方案。根据明文像素信息对超混沌序列进行改造处理, 使得密钥序列对明文图像敏感, 再根据分离置乱密钥序列与灰度值置换密钥序列分别对图像像素执行置乱与置换操作。仿真结果表明, 加密图像灰度分布均衡, 密文对明文与密钥高度敏感, 可有效抵御统计、穷举、差分等多种攻击, 验证了方案的可行性。     

基于二维广义Logistic映射的图像加密算法

提出一个基于广义Logistic方程构造的二维混沌映射,采用Feigenbaum常数、相图、分岔图分析的方法,研究该混沌映射的非线性动态特性;然后利用该方程生成混沌序列,将混沌序列进行优化改进,生成密钥序列;最后采用输出反馈的加密方式,改变图像的像素值,达到加密的目的。实验仿真表明,该加密算法对密钥非常敏感,有效地提高了抵御选择明文攻击的能力,密文图像信息熵为7.996 94,非常接近理想值8。加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,加密图像和明文图像之间的相关性非常接近于0,相邻像素具有零相关特性,而且密钥空间达到299比特。加密方法大大改变了明文图像的像素值,使得密文能够抵御统计攻击。     

基于图像像素值改变和位置置乱的混沌加密

针对图像在信息传播中安全性的问题,提出了基于图像像素值改变和位置置乱的混沌加密方法。该算法利用两个logistic方程,分别产生两个混沌序列。一个混沌序列对图像的像素值进行改变,另一个混沌序列对图像的像素位置置乱。选取两个不同的密钥,相比一维的logistic映射加密方法,实验表明该算法有更好的安全性能、更强的抗攻击能力以及良好的加密效果。     

基于混沌系统的对称图像加密方案

采用基于外部密钥的复合混沌系统对数字图像进行对称加密,由外部密钥产生混沌系统的初始值。复合混沌系统由2个Logistic系统构成,一个用来产生置换矩阵,对图像进行像素置换操作,另一个用来产生灰度扰乱序列。在对灰度扰乱过程中,使用基于外部密钥导出的子密钥对灰度扰乱序列进行采样。在置换过程中,通过加入置换矩阵信息,使位置置换和像素替代过程以简单有效的方式复合,提高系统的耦合性。     

基于多分数阶混沌系统的彩色图像加密算法

为了实现对彩色图像信息的有效保护,提出一种像素置乱及密文交错扩散技术相结合的加密算法。首先对3个分数阶混沌系统产生的混沌序列进行优化改进,得到两组不同的性能优良的混沌密钥序列,并将RGB彩色图像转换为由基色分量组成的灰度图像;然后,利用一组改进的混沌密钥序列对该灰度图像的像素位置进行置乱;最后,利用另一组改进的混沌密钥序列对置乱图像进行2轮基色分量之间的密文交错扩散操作,得到加密图像。仿真实验表明,该算法具有足够大的密钥空间,高度的密钥敏感性,较好的像素分布特性,且在抵抗唯密文攻击、差分攻击、选择明文攻击及统计攻击方面都具有良好的性能,可以广泛地应用于多媒体数据的保密通信中。     

二值图像混沌加密算法研究

针对传统混沌加密算法存在的混沌周期性以及仅可应用于方形密文的局限性,研究二值图像混沌加密算法。采用基于循环位移的图像置乱算法,利用基于像素扩散机制的图像加密算法,通过Logistic映射的迭代输出密钥模型以及Tent映射,设计非周期性的像素扩散函数改变置乱图像像素灰度值,实现置乱后的二值图像加密,并利用单调抑制模型增强二值图像映射输出序列随机性,提高二值图像加密效果。实验结果表明:本文算法在二值图像加密中的应用具有显著优势。     

基于混沌映射的图像快速加密改进算法

针对当前的三维混沌映射加密算法存在安全性不高,加密速度慢以及密钥空间小等不足,提出了一种新的三维混沌映射图像加密算法;首先利用快速置乱方法置乱初始图像,以改变像素位置;利用三维Chen系统结合像素值变换函数所生成初始外部密钥迭代三维混沌映射,得到一个序列,由此根据混淆机制对置乱图像像素值进行混淆;改变外部密钥,再迭代计算三维混沌映射,得到三元一维伪随机数组,借助密钥流机制量化该数组,得到新数组,由此根据扩散机制对混淆后的像素进行扩散处理;采用酷睿3.5GHz双核CPU的PC机和MATLAB仿真平台,输入256×256的明文图像实验,置乱100次所用时间为78.67s,在灰度平面内其相关性约为-0.001 652,表明该算法高度安全,密钥空间巨大,加密速度快,用于图像快速加密是可行、有效的。     

基于混沌映射和二次剩余密码的彩色图像加密方法

针对彩色图像的有效加密问题,提出了一种基于Logistic 混沌映射和二次剩余密码体制的彩色图像加密方法。首先,使用了一组对称的128比特的密钥,并以此计算Logistic 混沌映射的初始条件和控制参数。然后,通过具有不同参数的两级Logistic 混沌序列对图像像素进行两级置乱。最后,通过二次剩余密码体制对置乱图像中像素值进行改变,实现图像像素的扩散。仿真结果表明,该方法在密钥敏感性、相邻像素相关性、明文敏感性和信息熵等方面具有优越的性能,且加密速度较快。     

基于离散Hopfield网络的混沌图像加密算法

混沌图像加密算法在进行图像像素值置乱时,大多采用像素值整体处理的方式,因此难以抵抗已知明文攻击。针对该情况,提出一种基于离散Hopfield网络的高维混沌图像加密算法。使用R?ssler三维混沌序列中的两维动态调整所有像素每个比特位的置乱权值及阈值,实现图像像素值置乱,剩下的一维用于图像像素位置置乱,由此提高破译难度。实验结果表明,该算法可抵抗差分攻击和统计分析,鲁棒性较强。     

超混沌系统和AES结合的图像加密算法

针对传统AES（高级加密标准）加密算法存在密钥空间小、固定不变等缺点,提出了一个新的超混沌系统和AES结合的图像加密算法。该算法首先利用超混沌Qi系统产生超混沌序列,截取混沌序列作为AES加密算法的目标密钥,且截取过程中引入了明文图像像素的平均值作为参数,以适应明文图像的变化。然后,将目标密钥代入AES加密算法进行两轮循环加密,且每轮加密过程中的S盒和轮密钥由混沌序列产生,增强了密钥的随机性。仿真实验结果表明,该算法能够很好地结合两者的优点,达到很好的加密效果。     

一种新的基于双混沌系统的图像加密方案

提出了一种新的基于双混沌系统的图像加密方案。把Chen’s系统和Logistic映射结合起来产生随机性更加良好的三维混沌密钥序列,并从密钥序列中通过采样提取出新的用于加密的序列。提出了图像置乱算法和替代加密算法,利用Logistic映射产生的一维混沌序列来实现像素位置的置乱,像素值加密算法采用按分组进行加密和二次加密来对像素值进行加密。通过实验测试表明：算法具有良好的像素值混淆和扩散性能,有较强的抗统计攻击的能力和足够大的密钥空间,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,且相邻像素具有零相关特性。这些结果表明了所提出方案有很高的安全性。     

新图像加密技术

给出改进的广义 Arnold 映射方程,加快了图像置乱的速度。采用一种改进的Lorenz 三维混沌系统产生的序列作为图像二次加密的密钥,扩大了密钥空间,克服了一维混沌系统不能抵御相空间重构攻击的缺陷。仿真实验表明,该算法可以有效地加密图像,密文具有在整个取值空间均匀分布的特性,相邻像素具有近似于零的相关性,且得到的密文可以无损还原。     

一种基于混沌序列和幻方变换的数字图像加密算法

本文提出了一种基于混沌序列和幻方变换的数字图像加密算法。算法首先构造混沌序列并用混沌序列对图像的像素值进行置乱,然后构造一种n阶幻方,再用混沌序列和n阶幻方对图像的空间位置进行置乱。仿真结果及分析表明,本算法对密钥敏感,具有较好的统计特性和较强的抗干扰能力。     

基于多维混沌系统组合的图像加密新算法

提出了基于多维混沌系统同时对图像像素位置置乱和像素值加密的新算法。利用广义Arnold映射对图像像素位置进行置乱；利用三维Liu混沌系统产生的混沌序列得到整数密钥序列，对置乱图像像素值逐个进行加密。实验表明这种加密算法具有密钥空间大、安全性高的优越性，加密图像像素值具有类随机均匀分布特性，相邻像素具有零相关特性。     

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。     

整合ChaCha20哈希运算的分块扩散自适应图像加密算法

目的 针对数字图像网络传输安全性和混沌加密算法自适应差的问题,提出一种基于ChaCha20哈希运算的分块扩散自适应图像加密算法(BDCH)。方法 BDCH算法首先通过分段线性混沌映射(PWLCM)产生的混沌序列填充明文图像,使其成为方形图像;其次,利用初始输入密钥及明文图像总和,通过ChaCha20哈希运算生成8×8的初始哈希矩阵,并与PWLCM混沌映射生成的伪随机序列作用,联合产生哈希密钥矩阵,PWLCM的迭代初值选取为初始密钥矩阵均值、初始密钥及明文图像归一化均值;然后,利用Arnold和PWLCM映射同步置乱扩散整幅图像,并分成互不重叠的8×8大小图像块;最后,采用哈希密钥矩阵对图像块进行两轮扩散,完成图像加密。结果 灰度及彩色图像的计算机仿真与性能分析表明,BDCH算法的信息熵、峰值性噪比、密钥敏感性指标优于其他加密算法,并且解决了直接使用初始哈希矩阵会产生的弱密钥问题,密钥空间大。结论 结合同步置乱扩散和哈希密钥矩阵非线性分块扩散的BDCH算法可有效抵抗各种攻击,安全性高、自适应性强,适合各种类型的灰度及彩色图像加密,潜在应用价值大。     

密钥动态选择机制的图像加密算法

构造了一个六维离散混沌系统，并在此混沌系统的基础上设计了一个伪随机数生成器。基于该伪随机数生成器提出了一种密钥动态选择机制的图像加密方案。该加密方案采用了经典的置乱-扩散加密结构。在该加密方案中，置乱序列与明文图像的像素总和相关，而在扩散阶段的扩散密钥流是根据每个像素值动态变化的，因此算法能抵抗选择明文（密文）的攻击。解密时的密钥只是混沌系统的初始值，明文图像的像素的总和是不需要的，因此克服了“一次一密”加密方案（加密不同明文所用密钥不同）中密钥管理的难度。实验结果和安全性分析表明：该算法具有密钥空间大、密文没有明显的统计特性、密文对明文和密钥非常敏感、能够抵抗差分攻击和选择明（密）文的攻击等优点，具有良好应用前景。