一种基于混沌理论的图像加密算法

提出了基于LDC复合混沌的图像加密算法,算法通过利用Lorenz、Duffing2和Chens三个三维混沌系统产生三个复合混沌系统来提高混沌系统的安全性,并对三个混沌系统都进行了改进,使其产生的混沌序列具有0,1分布均匀和较好的图像直方图特性。     

基于复合混沌系统的数字图像加密研究

引入两个混沌迭代子系统组成的复合混沌迭代系统，其动力学行为保持了各个混沌迭代子系统的特定行为，并且比单个子系统的动力学行为更为复杂。证明了复合混沌迭代系统的复合选择序列、复合混沌迭代系统的输出和单一子系统输出之间的关系。改进了复合混沌迭代系统的复合选择序列的产生方法，使得其子系统在被均匀选择的条件下，复合混沌迭代系统的不变分布密度为1，复合混沌迭代系统的输出在(0, 1)空间的分布具有均匀性。如果再配以使输出二进制位独立同分布的转换算子，应用于数字图像加密等领域，其视觉效果和性能参数都有较大的提高，在通信、信息处理等领域的应用前景广阔。     

单峰混沌系统的相空间均匀化及动力学特性

由经典一维混沌映射构造密码系统存在短周期轨道、密钥空间小和相空间分布不均匀等安全性缺陷.为解决经典一维混沌密码的安全性问题,提出了一种新型的一维单峰混沌系统及其改进的复合形式.采用普适性均匀化算法来获得等概率分布的混沌序列并给出了概率密度数学证明.对改进的单峰混沌系统的遍历性、李雅普诺夫指数、相空间和分岔、信息熵和近似熵等动力学和随机特性指标进行了计算和分析.通过与相关研究的对比可知,改进的单峰混沌系统具有稳定的李雅普诺夫指数、扩展的相空间、均匀的概率密度和更高的近似熵值.理论推导和数值计算论证了本方案可以满足密码系统中非线性部件的安全属性要求.     

混沌流密码研究

在数字化混沌系统和基于混沌同步的保密通信系统的研究中存在一些亟待解决的重要问题:数字化混沌的特性退化,混沌时间序列分析对混沌系统安全性的威胁等,已严重影响着混沌流密码系统的实用化进程。为此,提出了通过变换的误差补偿方法克服数字混沌的特性退化问题;构建混沌编码模型完成对混沌序列的编码、采样,由此得到满足均匀、独立分布的驱动序列;引入非线性变换,以抵抗对混沌流密码系统安全性的威胁。     

基于改进混沌扩频序列的多用户混沌扩频通信系统的研究与仿真

提出一种改进混沌扩频序列,并将其应用在多用户混沌扩频通信系统中,给出了多用户混沌扩频通信系统的理论推导和SIMULINK仿真模型。对该系统进行了详细的性能分析,包括信噪比、用户数、改进混沌扩频序列的分形参数和初始值等各自对系统误码率的影响,并比较了改进混沌扩频序列与传统混沌扩频序列的系统误码率随信噪比和用户数的变化情况。结果表明改进混沌扩频序列要好于传统混沌扩频序列的系统误码率,具有较好的抗噪声和抗多址干扰的能力。     

新一维混沌系统及加密特性研究

提出一种新的产生一维混沌系统的组合结构,以此结构设计两个新一维混沌系统,通过绘制Lyapunov指数图和分岔图研究两个新混沌系统性能。研究结果表明,此结构生成的一维混沌系统具有混沌区间大、区间连续、混沌序列分布均匀、系统Lyapunov指数高和可控参数多等优点。为了进一步提高混沌序列均匀分布特性,设计一变换过程,变换之后的混沌序列满足均匀分布。最后,为了展示新系统在信息安全方面的应用,设计一简单的图像加解密算法。通过Matlab软件进行仿真和性能测试,结果表明变换之后的混沌序列具有更好的加密特性。     

一种基于LDC混沌理论与RSA的图像传输算法

基于LDC复合混沌的图像加密算法是通过利用Lorenz、Duffing2和Chens3个三维混沌系统产生3个复合混沌系统来提高混沌系统的安全性的,并对3个混沌系统都进行了改进,使其产生的混沌序列具有0,1分布均匀和较好的图像直方图特性。虽然用LDC复合混沌加密的图像具有很好的安全性,但LDC混沌系统的密钥很长,为了解决复合混沌系统中的密钥在管理和传输过程中的安全问题,本文提出了一种基于LDC混沌理论与RSA的图像传输算法,采用安全性很高且不需要传输密钥的RSA加密算法对混沌密钥进行加密处理的方法。     

基于一类离散混沌系统的图像加密技术

针对一维离散混沌加密系统密钥空间小、安全性能差等缺点,提出了一种基于连续混沌系统通过最小二乘法构造离散混沌系统的方法,改进了加(解)密实数混沌序列映射为加(解)密因子序列的位序列方法。实验研究证明,论文提出的离散混沌系统数字图像加密技术既保留了一维离散混沌系统加解密效率高的特点又扩展了密钥空间进一步提高了加密系统抗破译的能力。     

一种新的数字化混沌扰动方案

在混沌系统中施加主动扰动是混沌从理论研究向实际应用转化的有效手段。本文提出了一种对数字化混沌系统进行扰动的可行方案,该方案选择性地扩散数字化混沌系统的部分变量,以达到对整个系统的扰动。扰动后系统可生成具有均匀的不变分布和良好密码学特性的伪随机序列。实验的数据表明该扰动方案有效地补偿了数字化混沌系统动力学特性的退化。     

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。     

一种基于复合混沌系统的数字图像加密算法 *

利用已有复合离散混沌动力系统在不变分布和迭代轨迹的若干性质 ,以 Logsitic映射产生的离散混沌序列的伪随机性作为基础 ,选择迭代函数产生新的离散混沌序列值 ,设计了图像加密算法。最后讨论了算法的安全性 ,经实验证明此算法使得加密图像具有很高的保密效果。     

基于符号动力学的0-1序列发生器

采用数字混沌系统进行保密通信比采用连续流混沌系统更易于控制和同步以及软硬件的实现,而且具有较高的保密性。该文提出一种0-1序列发生器的设计方法,该方法通过混沌系统产生混沌序列并粗粒化,从而产生出符号序列(即0-1序列)。为了克服计算机有限精度造成的短周期,对生成的混沌序列进行了周期性修正,这样不仅增大了序列的周期,而且使得序列的周期可度量。用两个混沌系统产生的符号序列进行异或运算后作为最终输出,从而进一步增加了输出序列的随机性,也使得输出序列更加难以破译。理论研究和模拟结果表明,该序列发生器具有较好的随机性并且便于软硬件的实现。     

混沌在密码学中的研究

由于混沌系统对初始条件和混沌参数非常敏感以及生成的混沌序列具有非周期性和伪随机性的特性,近年采混沌系统在密码学领域中得到了较多的研究.本文介绍了混沌产生的理论背景及混沌的定义,讨论了混沌的加密原理以及混沌加密的优点和缺点.     

一种新的基于时空混沌的伪随机数发生器

时空混沌系统有很好的密码学特性,常被用来设计伪随机数发生器。然而,时空混沌系统的概率密度分布不均匀,不利于保证伪随机数发生器的安全。针对此问题,提出一种新的基于时空混沌系统的伪随机发生器算法。该算法从提升时空混沌局部映射的密码学性能入手,将分段Logistic映射作为局部映射,并通过改变时空混沌系统的耦合参数来解决概率密度分布不均的问题。理论分析与仿真实验的结果表明,该算法产生的序列具有良好的初值敏感性和随机性,同时具有良好的执行效率,能够满足信息加密安全的需要。     

基于随机混沌序列的图像加密算法

混沌系统的参数敏感性、初值敏感性和以同一分布遍历各态的特性很好地对应了密码系统应具备的一些基本特性。本文提出了一种基于随机混沌序列的图像加密算法。在该算法的图像像素的空间置乱过程中,采用了离散的标准映射混沌系统。而在像素的扩散过程中,通过复合离散混沌系统隐藏了混沌序列产生时所经历的迭代次数。理论分析和仿真实验表明,本文提出的算法具有较高的安全性能,特别是在统计攻击、差分攻击和选择明文攻击能力方面具有很好的抗攻击性能。     

基于四维混沌系统可变步长生成二值序列的方法及其加密应用

提出一种基于四维混沌映射产生混沌二值序列的改进算法.在此基础上,针对能体现混沌序列的几个重要特性进行分析、实验,得出此改进后的混沌序列具有较好的自/互相关特性、初值敏感性、频数检验和序列检验的特性.最后把本文方法产生的混沌伪随机二值序列用于图像加密,再将加密图像与目标图像进行线性融合得到最终的图像.仿真及分析结果表明该算法密钥空间大,具有较强的隐藏效果和较好的统计特性,较强的抗干扰能力和较高的执行效率,加密效果对密钥敏感.     

基于保守混沌系统的图像加密算法

提出一种新的基于保守混沌系统的图像加密算法.利用给定初始值与参数的离散standard映射生成混沌序列,使用混沌序列构造改进的魔方变换对图像进行置乱,并对各像素点的灰度值与混沌序列进行链式循环异或.算法设计简单、易于实现,避免了耗散混沌系统的固有缺陷,改进了魔方变换的置乱方法,克服了仅使用置乱方法加密图像的缺点.仿真试验与结果分析表明,该算法具有较高的安全性.     

基于三维混沌系统的图像加密算法

为了改进图像加密算法的安全性和效率,提出了一种基于三维混沌系统和位运算的数字图像加密算法,利用三维混沌序列的坐标分量分别产生置换序列和二值序列,在对待加密图像进行预处理的基础上,先应用混沌置换序列对预处理的结果图像进行基于灰度值位序列的置换操作,然后再应用产生的二值序列对结果图像的灰度值位序列进行位异或加密运算。实验结果表明,该算法具有良好的安全性和加密效果。     

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。     

结合时空混沌映射的虚拟光学加密系统

目前虚拟光学加密中的随机模板密钥是二维矩阵,占据的内存大。根据时空混沌系统对混沌驱动初值及控制参数高度敏感,并能产生大量非相关的伪随机序列的特性,将该系统与虚拟光学加密系统相结合,利用混沌系统产生拟平均分布的时空混沌序列,以干扰待加密信息,实现安全加密。随机模板密钥由时空混沌的三个参数代替,减少了内存占用。经Matlab仿真实验证明,该方案密钥灵敏度高,在一定的密钥长度下可以抵抗暴力破解。