基于多混沌的彩色图像加密算法研究

针对混沌系统产生的混沌序列具有遍历性、伪随机性、对初始条件（值）和系统参数敏感以及具有类似白噪声等特点,提出了一种利用多个混沌系统结合的方法对彩色图像进行加密的算法。首先利用Arnold变换对图像进行像素置换,然后利用统一混沌系统对图像像素加密处理,在加密的过程中利用Logistic混沌系统对统一混沌系统序列进行乱序处理。仿真结果证明,该图像加密算法具有密钥空间大,保密性好,加密速度快和加密强度高等优点。     

彩色数字图像的小波变换和混沌序列加密

根据彩色数字图像的基本特点,运用数字图像加密和解密原理,将离散小波变换和离散混沌序列有机地结合起来,研究了彩色数字图像的小波变换和混沌序列的加密和解密方法;对原始图像进行加密实质是利用混沌序列对其低频小波系数进行加密,对加密图像进行解密实质是利用混沌序列对其低频小波系数进行解密;研究的彩色数字图像加解密方法,为彩色数字图像加密提供了一种有效可行的方法,不仅能够使加密彩色数字图像具有理想的加密效果,而且能够保证加密彩色数字图像足够的安全。     

小波域图像加密的模运算实现

将一种模运算运用于小波域来进行图像加密,同时利用混沌映射的参数敏感性和伪随机性对小波变换后的系数进行加密处理,实现图像信息的高强度加密,来确保基于网络图像信息的安全。采用的模运算不仅具有像Ａrnold等变换对图像进行拉伸和折叠的作用,而且可以在很大程度上节约计算时间。仿真实验结果表明这种模运算映射与混沌序列相结合的方法运用于小波域加密有很好的效果,加密强度高,保密性强,计算时间短,恢复图像与原图像的一致性良好。     

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。     

一种新的计算机图像加密算法

针对低维混沌序列加密数字图像保密性较差,可能存在一些潜在的动力学系统攻击方法的问题,本文提出了基于复合混沌序列的图像加密方法.由于复合序列掩盖了混沌子序列的分布特性,因此增强了序列的保密性.并且直接通过混沌序列的排序变换来得到图像置换的地址码,从而能快速地对图像进行置乱加密.实验分析结果表明,加密图像不仅完全依赖于密钥,而且可以抵抗常用攻击算法.     

空间变换在数字图像加密中的研究

本文将空间变换的思想运用到数字图像加密中，证明了小波包分解对图像加密的可 行性．分析小波包分解固有性质和现象对加密的影响，指出该算法对传统密图攻克原理的抗 破译性，为图像加密提供了一个新的方案．实践表明，用空间变换对图像进行加密取得了较 高的保密性，以小波包作为映射，具有密图文件保密性高、密钥简单等特点，但对系统硬件 要求稍高．     

基于分频域相位和幅度的数字图像加密新方法

伴随着网络技术和多媒体技术的飞速发展,多媒体数据逐渐成为人们获取信息的重要来源,并成为人们生活的重要组成部分.因而,如何保护多媒体信息的安全成为国际上研究的热门课题.文中提出利用混沌序列实现对图像分数傅里叶系数矩阵的加密,为图像加密提供了一个新方案.实践表明,该方法具有密图文件保密性高、密钥简单等特点.     

云环境下基于自然对数序列的似混沌序列图像加密方案

针对云计算中图像数据的安全问题,提出一种基于自然对数序列的似混沌序列图像加密方案。提出自然对数序列的概念,验证其似混沌特性;使用二维猫映射对图像进行像素置乱,并在此基础上利用SM3杂凑算法和自然对数序列进行像素值扰乱,得到加密图像;在离散对数的假设下,证明方案具有IND-CCA安全。仿真实验表明,该方案在安全性上与混沌序列具有相似的特性,加密图像具有更大的密钥空间和抵御穷举攻击的能力;在效率方面具有加解密速度快、实时性强等特点,适合云环境下图像数据的隐私保护。     

基于一维压缩感知和混沌的医学图像加密研究

医学图像由于涉及隐私等重要问题，其安全性问题逐渐凸显，同时其具有数据量大、同色像素连续性高等特点。为实现医学图像安全、快速地在网络中传输，提出一种基于压缩感知和同步混沌流密码的医学图像加密方案。首先迭代三维同步混沌流密码系统构造出测量矩阵和得到用于加密的伪随机序列。然后，利用测量矩阵对整数小波变换后的稀疏医学图像进行测量，并使用量化函数将测量后的图像量化至[0,255]范围内的整数。最后，利用伪随机序列加密量化后的图像。相应的解密算法也同时给出。从以CT图像为例的实验仿真结果可知，该方案具有良好的压缩和加密性能。同时，相关安全性能分析结果表明，所提方案对统计攻击和剪切攻击具有良好的安全性和鲁棒性。     

基于三维混沌系统的彩色图像加密新算法

一维混沌加密算法由于利用了混沌序列的良好复杂性、伪随机性和对初值的敏感特性而具有较好的加密性能,但与其它方法比较,其缺点是密钥空间较小。为此,提出了一种基于三维混沌系统的图像加密新方法,扩大了密钥空间,提高了加密系统的抗破译强度。通过在密钥发生器中嵌入密文像素值,在加密过程中引入反馈加密法,使得扩散函数的影响得到了进一步的加强。实验结果表明,算法具有密钥空间大,加密速度快及效果好等优点。     

The novel bilateral – Diffusion image encryption algorithm with dynamical compound chaos

Chaos may be degenerated because of the finite precision effect, hence the new compound two-dimensional chaotic function is presented by exploiting two one-dimensional chaotic functions which are switched randomly. A new chaotic sequence generator is designed by the compound chaos which is proved by Devaney's definition of chaos. The properties of dynamical compound chaotic functions and LFSR are also proved rigorously. A novel bilateral-diffusion image encryption algorithm is proposed based on dynamical compound chaotic function and LFSR, which can produce more avalanche effect and more large key space. The entropy analysis, differential analysis, statistical analysis, cipher random analysis, and cipher sensitivity analysis are introduced to test the security of new scheme. Many experiment results show that the novel image encryption method passes SP 800-22 and DIEHARD standard tests and solves the problem of short cycle and low precision of one-dimensional chaotic function.     

基于复合混沌系统的数字图像加密方法研究

分析了现有图像加密方法的安全性，提出了一种改进的图像加密方法，将两套Logistic映射组合起来构成参数变化的双Logistic映射复合混沌系统，系统中的Logistic映射相互控制对方的μ参数，并产生两个混沌序列。然后用其中一个混沌序列对图像矩阵进行置乱，另一个混沌序列用于对图像信息进行异或加密。计算机仿真结果表明，该加密方法具有良好的加密效果，具有可行性，算法实现简洁，有较强的抗攻击和抗噪声能力。     

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。     

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。     

基于离散余弦变换的图像加密效果评估方法

不动点比,图像相似度等是传统的图像加密效果评估方法,传统方法具有局限性和不准确性。文中提出一种基于离散余弦变换的图像加密效果评估方法,利用离散余弦变换(DCT)把图像从时域变换到频域,同时分析图像的能量分布状况,以此评估图像的加密效果;计算明文图像和密文图像的频谱系数差值,用该差值构造差值系数矩阵,最后计算图像信息熵,通过熵值大小判断图像加密效果,得到新的图像加密效果评估方法。通过不同图像加密方法对同一图像进行加密,用新方法进行加密评估;对同一图像分别采用新的加密评估方法与传统方法进行评估,比较评估结果准确性等实验,验证了新方法的有效性。提出的加密评估方法改善了传统加密评估方法的局限性,提高了评估准确性,评估结果也与人眼观察效果基本一致。     

基于虹膜生物特征信息的图像加密方法

针对目前图像加密中的密钥安全性问题,提出一种基于虹膜生物特征信息的图像加密方法。该方法一方面确保了密匙的安全性;另一方面,密匙的获取无须传送。它通过虹膜采集系统的在线认证,使得具有授权的用户方能正确获取密钥,实现图像解密。与此同时,着重强调当用同一生物特征信息对多幅不同图像进行加密时,采用独立变量分析法能有效分离出密钥信息或原图像。     

A fast chaos-based image encryption scheme with a novel plain image-related swapping block permutation and block diffusion

In the paper, a fast image encryption scheme with block permutation and block diffusion is introduced. Considering the increasing size of the image, encryption process is manipulated by block, and the encryption of every block image consists of block permutation and block diffusion. A novel plain image-related swapping block permutation strategy is presented, the swapping operation of the block image is controlled by the random chaotic sequences, and the initial value and parameter of the chaotic system are produced by SHA 256 hash value of the plain image, thus our algorithm is highly sensitive to changes of the plain image. Diffusion method within the block image (DMWBI) and diffusion method between two block images (DMBTBI) are presented to effectively eliminate the correlation of adjacent pixels in the plain image. The correlated chaos is employed to enhance the relationship of chaos, and take fully use of chaotic maps. One-dimensional Logistic-Sine System (LSS) is used to generate pseudo-random sequences during the whole encryption process. Experiment results and security analysis have proved the proposed image encryption algorithm is secure and effective.     

A new chaos-based image encryption algorithm with dynamic key selection mechanisms

In recent years, a wide variety of cryptographic algorithms based on chaos have been put forward and most of them have been proved to be successful by adopting the traditional permutation-diffusion architecture. However, one drawback these methods mostly hold is that they have little connection with the plaintext or, properly speaking, the relationship between them is rather less. The drawback makes the encryption algorithms vulnerable to the known-plaintext and chosen-plaintext attack. In addition, the secret keys are stationary at most times, and they can’t be selected dynamically by the corresponding plain image pixels. In order to overcome these disadvantages mentioned above, we introduce a new chaos-based image encryption algorithm with dynamic key selection mechanisms in this paper, and present a dynamic keystream sequence group selection mechanism (DKSGSM) and a dynamic keystream selection mechanism (DKSM). They strongly enhance the relationship between the plaintext and the encryption scheme. In particular, the DKSGSM and DKSM expand the selection range of the keys and allow us to select the keys dynamically by the corresponding plaintext pixels. What’s more, by adopting the bidirectional encryption, we can spread the influence to the whole image once a tiny change in plain image and this can greatly increase the security level of our encryption method. Simulation results and numerical analyses indicate that our encryption scheme is safe and efficient.