基于分数阶统一混沌系统的图像加密

文章分析了由三种典型混沌系统,即Lorenz系统、Chen系统和系统,统一实现的一种新的分数阶混沌系统,然后利用该混沌系统产生的混沌序列对一幅图像分别进行了像素位置置乱和图像的灰度值替代。仿真实验结果表明,该算法具有良好的像素值混淆、扩散性能,并且能够抵抗穷举搜索攻击、统计分析攻击和已知明文攻击,抗噪声性能也表现良好。     

基于分数阶Fourier变换的图像加密算法

针对目前基于分数阶傅里叶变换的图像加密算法中存在的不足,设计了一种基于分数阶傅里叶变换和混沌系统的图像加密新算法。该方案的安全性依赖于随机混沌图像、分数阶傅里叶变换阶数以及混沌系统的初始参数。理论分析和模拟实验结果表明该方案具有良好的图像加密效果。     

基于分数阶超混沌系统的双图像压缩-加密算法

图像-压缩加密算法在实际应用时,如果压缩-加密算法每次只能针对单一图像进行操作,那么该算法应用场景太过局限并且执行效率过低.为了提高图像压缩-加密算法的效率、安全性及实用性,同时实现对两张图像同时进行加密.本文提出了一种双图像压缩-加密算法基于分数阶超混沌系统与DNA编码实现.在所提出的算法中,通过将两张待加密图像关联...     

基于指数-余弦离散混沌映射的图像加密算法研究

为了增强图像数据传输的安全性,该文提出一种新型的2维指数-余弦离散混沌映射系统。该系统通过向1维余弦混沌系统中引入指数和高次幂非线性项来构造新型混沌映射。引入的非线性项对1维余弦混沌系统的迭代过程进行扰动得到更饱满的混沌相轨。利用Lyapunov指数谱、系统分岔图等对该系统的混沌动力学性质进行了验证。基于此混沌映射,该文提出一种新型的混沌图像加密算法。该算法通过“置乱-扩散-置乱”等加密环节,使得加密后的数据具有很好的数据安全性。加密图像数据的安全性分析也表明2维指数-余弦混沌映射具有较强的算法鲁棒性以及加密安全性。     

基于离散分数随机变换的双彩色图像加密算法

该文基于离散分数随机变换和线性同余理论,提出一种单通道双彩色图像加密算法。输入的两幅RGB图像转换成相应的索引图像格式,其中一幅2维索引图像被编码为振幅部分,另一幅则被编码为空域相位掩模。分数域相位掩模由线性同余发生器 (LCG) 生成,并将彩色映射矩阵嵌入其中。引入光学幅相调制技术,在不增加光学元件的基础上实现了双彩色图像加密。离散分数随机变换的分数阶和线性同余函数的4个参数作为密钥提高了算法的安全性,对应所有密钥计算了输入图像和解密图像的均方误差。针对唯密文攻击,噪声叠加和抗裁剪性能分别进行了数值模拟,验证了该算法的可行性和有效性。     

基于量子混沌映射和Chen超混沌映射的图像加密算法

为了保证图像信息的安全,提出了 一种基于量子混沌映射和Chen超混沌映射的图像加密算法.首先,采用Chen超混沌映射产生随机序列对图像进行行列置乱操作,使图像充分置乱;然后,采用量子Logistic映射产生随机序列对图像的进行扩散加密,最终得到密文图像.相对于经典混沌映射,量子混沌映射随机性更好,初值敏感性更强,解决了...     

基于混沌映射的图像加密算法的研究

当前图像加密的重要性日益突出,而图像加密有其自身的特点。混沌系统由于具有对初始值高度敏感性等特点,非常适合应用于加密技术。本文首先给出了混沌系统的定义,然后介绍了图像加密的特点,接着重点介绍了基于Logistic映射的混沌图像加密技术并给出了具体算法,最后给出了实验结论。结论表明,本文介绍并且讨论的算法完全能够满足图像加密的特殊要求。     

基于混沌映射的图像位平面加密算法

文章针对目前的图像加密算法中,存在加密后的图像与原图像仍然相关的问题,提出了一种基于混沌映射的图像位平面加密算法.该算法首先通过Logistic映射构造出与原图像大小相同的混沌位平而图像,然后将生成的混沌位平面图像按定的规则与原图像的各位平面进行异或.实验表明,该算法能很好的使原图像处于混沌状态,并能有效的改变原图像的...     

基于混沌选择的自适应图像加密算法

提出一种高维混沌与多轮选择加密相结合的图像加密新算法.首先对明文图像做2×2分块处理,然后在主密钥流的控制下任意选择一种子块加密顺序.顺序选定后,用上一子块全部像素灰度值的异或运算结果作为四维混沌映射的初值,产生密钥流复合加密下一子块,直到四个子块全部加密完毕后再次选择新一轮子块加密顺序.实验结果表明,新的算法改进了原算法单方向加密的不足,使得明文一个像素值的变化能影响到更多密文像素值,在速度不变的情况下安全性有了提高.     

基于余弦-指数混沌映射的分块图像加密算法

为平衡混沌映射中结构与性能的关系,保证加密系统安全性,提出一种基于余弦-指数混沌映射的分块图像加密算法。首先,通过非线性指数项对引入了Tent种子映射的余弦映射进行调制,构造新型余弦-指数混沌映射,并利用SHA-256函数产生与明文相关的密钥,生成随机性较强的混沌序列,实现一次一密;然后,基于拉丁方和位级转换,通过两轮拉丁方索引和比特位拼接,分别设计双重拉丁方和扩展比特位算法,并结合二维约瑟夫序列,对块间预置乱后的明文进行块内置乱,实现不同分块的差异化置乱;最后,基于Zig-Zag变换,采用环状仿Zig-Zag变换设计交叉Zig-Zag变换方法,将中间密文与混沌序列进行双向非线性扩散,实现同时改变像素位置与大小,完成图像加密。实验结果表明,该算法密钥空间大,能有效抵御差分分析和统计分析等典型攻击,具有较好的加密效果。     

基于分数傅立叶变换和相位恢复算法的彩色图像加密

提出一种基于分数傅立叶变换和相位恢复算法的彩色图像加密技术。加密时把待加密彩色图像分解为红（R）、绿（G）、蓝（B）三个分量,并构成联合图,然后将联合图迭代编码到两块相位板中,在迭代过程中,同时改变两块相位板。解密时,只需要将编码得到的两块相位板匹配起来放在正确的位置,就可以恢复出高质量的彩色图像。模拟实验表明,该算法收敛速度快,系统安全性能高,并且可以光学实现。     

Double color image encryption based on fractional order discrete improved Henon map and Rubik’s cube transform

A double color image encryption method based on DNA (deoxyribonucleic acid) computation and chaos is proposed. Differently from the conventional algorithms, double color images are encrypted at the same time so that we can save information of each other, which makes the encryption more safe and reliable. In addition, a new chaotic fractional order (FO) discrete improved Henon map (FODIHM) is proposed as a pseudo-random number generator. To ensure the plain-image sensitivity of the encryption algorithm, the initial value of FODIHM is calculated from the hash value of the color image (SHA-256) and from the three additional keys entered by the user. Furthermore, a Rubik’s cube transform scrambles the pixels in each color component of the two images. Then, each pixel in each color component of the two images is diffused by means of different DNA coding rules. Finally, the CAT transform, based on FO discrete Logistic map and the classic XOR, is used to further improve the security performance. The key space size of the proposed algorithm is of order $10^{135}$, which is about 30 orders of magnitude higher than those available in the literature. The information entropies are 7.9974 and 7.9973, which are very close to the ideal entropy value of 8. The values of the unified average changing intensity (NPCI) are 99.630 and 99.623, while the number of pixels change rate (UACR) are 33.473 and 33.553, which are also close to the ideal NPCR and UACR value of 99.6094 and 33.4635, respectively. The numerical results and security analysis prove that the algorithm has good resistance to several classic attacks.     

基于数字全息和混沌随机相位编码的双图像加密

为了提高图像的加密效率,提出了一种基于三步 相移数字全息和混沌随机相位编码的 双图像加密方法。两幅图像分别作为振幅部分和相位部分被编码为一幅复数图像,该复数图 像被置于物光路中不同位置处的两块混沌随机相位板编码后与参考光进行干涉,从而将两幅 图像的信息隐藏于三幅全息图中。在该方法中,混沌系统的初值和控制参数取代随机相位板 做密钥,使密钥的管理和传输更为便捷。此外,衍射距离和入射波长也可作为解密过程中的 密钥,使该方法的安全性得以进一步提高。计算机模拟结果表明,任何一个密钥错误时,都 不能解密得到原图像的任何有效信息。此外,该方法对噪声攻击和剪切攻击具有较强的鲁棒 性。     

Image encryption method based on multiple-order fractional discrete Tchebichef transform and generating sequence

Fractional transform based image encryption methods have been widely studied in recent years.However,most of the existing fractional transform based image encryption methods are defined in the complex field.Thus,the encrypted images contain both phase and amplitude information,which is not conducive to transmission and storage.Moreover,some encryption methods that meet the requirements of reality-preserving have problems of relatively single keys,lacking of sensitivity and so on.An image encryption method was proposed based on multiple-order fractional discrete Tchebichef transform and generating sequence.The proposed method used randomly generated row and column vectors and generating sequence generated by Chaotic sequences as keys to encrypt images,which not only satisfied property of reality-preserving transmission but also greatly expanded the key space.The experimental results further demonstrate that the proposed encryption method can resist a variety of attacks,and decrypted images are almost non-distored,which indicate excellent encryption effect,sufficient security and robustness of the method.     

一种基于混沌映射的快速图像加密算法优化

为了解决现有图像加密算法存在随图像尺寸变大导致加密时间迅速增加的问题,采用基于logistic和Arnold映射的改进加密算法实现了快速图像加密算法的优化。该算法基于两种混沌映射对原文图像进行像素置乱和灰度值替代,像素置乱是按图像大小选择以H个相邻像素为单位进行,通过适当调整H的取值实现加密时间优化;灰度值替代是利用Arnold映射产生混沌序列对置乱图像进行操作而得到密文图像。结果表明,对于256×256的Lena标准图像,加密时间降低到0.0817s。该算法具有密钥空间大和加密速度快等优点,能有效抵抗穷举、统计和差分等方式的攻击。     

基于Tent混沌序列的数字图像加密方法

Tent混沌映射结构简单但产生的混沌序列随机性能好,采用NIST测试能权威地检测序列的随机性能。通常运用混沌加密数字图像时,都是指定初值和控制参数。在此使用改进后的混沌序列,把初值的产生和明文图像联系起来,对图像进行置乱,再改变灰度值。仿真验证了此算法加解密的有效性和良好的安全性能。     

基于小波包变换的分数阶光学加密技术研究

提出一种基于小波包变换(WPT)的分数阶光学图 像加密方法。利用WPT能够对图像多层次分解的特性,结合分数傅里叶变换(FRFT)的灵活性 ,将双随机相位、小波函数的类型及尺度因子和分数阶次作为密钥, 实现了图像的多重密钥加解密。同时,实现了图像小波域上的选择性加密,使加密样式变得 更灵 活多样,还增强了加密图像的抵抗恶意的攻击能力。数值模拟了加密和解密过程,分析了加 密效果和解密图像质量,验证了本文方法的可行性。     

一种对角线拉伸的混沌映射图像加密算法

利用双边对角线拉伸的思想,提出一种利用图像加密的可逆二维混沌映射.该映射由左映射和右映射2个子映射组成,通过对图像的拉伸和折叠处理,实现图像的混沌加密.左映射的过程为:首先利用图像性质,从左至右将每列的像素逐个插入到对应的每行像素之间;重复这样的过程,原始图像拉伸成为一条直线;最后,按照原始图像的大小,将这条直线折叠成为一个新的图像.右映射的方向是从左至右.映射置乱了像素的位置,过程是可逆的.推导出了映射的数学表达式,设计了密钥产生的方法,分析了图像加密算法的安全性问题,仿真验证了该图像加密算法的有效性.     

球面波照明下傅里叶变换全息多图像加密方法研究

为了减少加密系统所用模板数,简化隐藏图像对解密过程的影响,采用球面波照明研究了基于傅里叶变换全息的多图像加密隐藏方法,并进行了加密、加密图像隐藏和解密的理论分析和数值模拟,加密图像和原始图像间的相关系数趋于0,宿主图像和加密图像的叠加系数0.3时,宿主图像和隐藏图像的相关系数趋于1,解密图像和原始图像间的相关系数趋于1。结果表明,该加密隐藏方法的加密、解密和隐藏效果良好。