基于整数非线性耦合混沌模型的图像加密算法

以耦合映像格子模型为原型, Arnold猫映射作为空间格点间的耦合方式,选用整数化的Tent映射作为非线性函数,构造了一种整数非线性耦合混沌模型.该模型能快速、并行地产生多维混沌伪随机序列,多维序列具有均匀分布及相互独立的特征,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷.基于此设计了一种比特级图像置乱加密算法,利用该模型能产生相互独立序列的优势,实现8列图像灰度值并行混淆,并采用猫映射按比特位分块的方式对像素点位置进行置乱处理.最后对图像加密算法的加密效果进行仿真实验评估.     

二维整数帐篷映射模型设计及安全性仿真分析

帐篷映射由于具有均匀分布特性,被广泛应用到密码学研究领域。一维整数动态帐篷映射模型由于其维数低,复杂度较低,密码学特性和安全性能较差,在密码学领域的应用有着一定的局限性。为了解决这一问题,将一维整数动态帐篷映射模型拓展为二维整数动态帐篷映射模型。二维整数动态帐篷映射模型产生的序列之间存在着扰动机制,进而增加了序列的复杂度,但这种扰动极值并不复杂,计算量较低。将该模型与一维整数动态帐篷映射进行了比较,并分析了该模型的自信息、互信息、均匀性、相空间、混沌性等特性。仿真结果表明,二维整数动态帐篷映射模型克服了一维模型均匀性较差的缺陷,其迭代生成序列具有良好的均匀分布特性及相互独立性,其密码学特性更加完善。     

空间Arnold猫映射耦合帐篷映象格子模型的密码学特性分析

采用具有均匀分布特性的帐篷映射作为耦合映象格子系统的非线性函数,并用Arnold猫映射作为耦合映象格子模型中格点间的耦合方式,对典型的时空混沌模型-耦合映象格子系统进行了改进,从互信息、分布特性、相空间结构、复杂度和Lyapunov指数等方面对其进行了仿真实验和分析。仿真实验结果表明,空间Arnold猫映射耦合帐篷映象格子模型的空间格子序列具有独立性,并且系统的遍历性及统计分布特性均得到改善。     

基于Spark和整数混沌的彩图拉格朗日加密分存方案

针对图像加密分存算法安全性差及效率低的问题,结合二维整数耦合帐篷映射、拉格朗日插值公式和Spark并行框架,设计一种彩色图像并行加密分存方案。对分存ID进行分块,利用各个分存ID产生二维整数耦合帐篷映射的初始值,产生加密序列对图像进行加密。实验结果表明,该方案密码学特性良好,在基于Spark框架的11个核集群中加密分存时间减小了88%。     

基于时空混沌的伪随机序列发生器设计与分析

提出了一种基于耦合帐篷映像格子模型的改进型时空混沌模型,基于此模型设计了一种快速产生多维混沌伪随机序列的伪随机序列发生器。改进的耦合帐篷映像格子模型继承了耦合帐篷映像格子系统在空间上的并行迭代特征和时间上的耦合扩散机理,格点间采用猫映射作为耦合方式,使不同序列之间的互信息趋近于零。基于此模型设计的伪随机序列发生器能快速并行产生多维混沌伪随机序列,多维序列具有均匀分布及相互独立两个特征,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷。     

基于耦合动态整数帐篷映象格子模型的轻量级 Hash 函数

基于耦合动态整数帐篷映象格子模型构造了一种适用于 RFID 认证系统的轻量级 Hash 函数。该算法具有输出任意字节长度散列值的能力,定义在整数集上,克服了目前主流混沌密码算法需要进行浮点运算的缺陷,适用于硬件资源有限的系统。实验及仿真分析结果表明,该 Hash 函数具有较高的安全性,能够满足 RFID 认证系统的安全需求。     

数字电路中冒险的代数法检测与消除

数字电路中有时候会出现竞争冒险,冒险功耗是由电路达到稳定状态之前的跳变引起的功耗,给电路带来大量不必要的功耗,因此在电路设计中冒险的检测并加以避免和消除是降低电路功耗的一个重要手段。数字电路中冒险的检测和消除对于保证电路正常工作和电路的低功耗设计均具有至关重要的意义。     

整数动态耦合帐篷映射优化设计与性能分析

给出一种整数帐篷映射的等价形式,并对整数动态耦合帐篷映射模型进行了优化设计。采用耦合映象格子模型,选用整数动态帐篷映射的优化形式作为格点的非线性函数,快速生成了具有均匀分布性和独立性的伪随机序列,对模型的信息熵、互信息、差值特性、Lyapunov指数、随机性进行了仿真分析。仿真结果表明,整数动态帐篷映射与其优化模型完全等价,满足了生成伪随机序列各项性能要求,生成效率显著提高。     

基于整数混沌的拉格朗日图像加密分存方案

构造了二维整数帐篷映射模型,该模型能够快速、并行地产生多条独立、均匀的二维混沌序列,解决了一维模型复杂度低、均匀性差的根本缺陷。基于此模型设计了一种利用拉格朗日插值公式的彩色图像并行加密分存方案。该方案既解决了拉格朗日插值图像分存方案保密性能差,子秘密图像含有大量原图信息的问题,又降低了传统加密方案密钥丢失、被窃的风险。最后从该方案的计算速度、抗统计分析等方面对其进行分析。结果表明,该方案密码学特性良好,在图像加密领域有着广泛的应用前景。