结合S盒与混沌映射的图像加密算法

针对现有图像加密算法存在的加密质量低、明文敏感性差等问题,提出了一种结合S盒与混沌映射的图像加密算法. 对明文图像的散列值进行运算,得到混沌系统的密钥,以进行置乱和扩散,S盒通过Logistic映射生成. 利用二维Logistic映射和Chen混沌系统生成2个与明文图像大小相同的混沌序列,用来对图像的每个像素进行互换和一阶扩散,并利用混沌序列选择S盒元素与各像素值进行比特异或与同或运算,再对整体的各像素作二阶、三阶扩散处理. 仿真测试和安全性能分析结果表明,所提算法具有良好的加密效果、鲁棒性和明文敏感性,也能较好地抵抗各类攻击.     

向量运算加速的超混沌图像加密算法

针对现有超混沌图像加密方法中像素扩散过程速度慢和不充分等缺陷,提出一种采用向量运算加速的超混沌图像加密算法.首先,引入真随机数对明文图像填充后生成对明文图像变化敏感并具有不可预测性的会话密钥,在此基础上对会话密钥分段量化产生混沌系统所需的初值参数;然后,将超混沌系统迭代产生的原始实数序列量化为范围在0～255之间的整数...     

基于广义2D-Arnold映射和超混沌的图像加密新算法

针对图像加密算法容易被破解、效率低等问题,提出了一种基于广义2D-Arnold映射和超混沌的图像加密算法。首先利用广义2D-Arnold映射对修正后的数字图像的像素位置进行几何变换;然后利用超混沌系统迭代产生两个密钥序列。图像的扩散过程包括两轮基于双重密钥的图像扩散。实验结果表明该算法能够抵抗选择明文攻击和已知文攻击。安全性分析表明,该算法安全性好,效率高,具有良好的统计特性及差分特性。     

一种基于复合混沌系统变参数图像加密新算法

基于变参数的复合混沌系统,提出了一种图像加密新算法．首先,根据一维Logistic映射选择自身的系统参数,并结合三维混沌系统,构造一种非线性耦合函数来对明文进行置乱．其次,根据明文信息和混沌序列,对每一次置乱后的像素点进行像素灰度变换．这样,算法便具有密码学所需的置乱、随机等特性．仿真实验和安全性分析表明,该加密算法加密效果良好,密钥空间较大,并有良好的统计特性,可以有效地抵御穷举攻击、差分攻击以及选择明文攻击等．     

一种改进的复合混沌系统及其性能

针对现有一维复合混沌系统存在的混沌区间不连续、混沌区间小、序列随机性差以及初值敏感性低等问题,提出一种改进的一维复合混沌系统。该系统使用Logistic映射和Sine映射作为种子映射,通过扩展系统参数对种子映射进行随机地复合和组合,然后取模得到混沌映射。对该复合混沌系统的李雅普诺夫(Lyapunov)指数、分岔图、序列随机性、相关系数、平衡度、初值敏感性和位变化率等性能指标进行仿真,结果表明,与相关的一维复合混沌系统相比,提出混沌系统混沌区间连续无断点、混沌区间较大、生成序列随机性能较好,初值敏感性较高,表现出更为复杂的混沌特性。     

基于复合混沌与仿射变换的彩色图像加密算法

针对彩色图像的特点,提出基于由tent映射和改写Logistic、Cubic、Chebychev映射构造四进制复合混沌系统、三维仿射变换、扰动密钥参数扩散和RGB分量联合置乱的彩色图像空域加密算法。该算法RGB相关性少,密钥空间大,明密文映射关系复杂,能抵抗穷举、明文、差分和统计分析攻击。利用matlab7.0对经典水印、人物、风景类型的彩色图像进行仿真试验。试验结果(加密、直方图分析、相邻像素相关性、密钥和密文敏感性、信息熵、峰值信噪比和相似度)表明,该算法具有加密效果好和安全性高的特点。     

基于耦合映象格子映射的超混沌加密图像算法

混沌映射具有初值敏感性、遍历性和伪随机性的特点,很适合用于信息加密。与一维混沌映射相比,耦合映象格子映射具有更高的复杂度及更大的密钥空间,更适合于信息加密。首先分析了耦合映象格子映射的超混沌性态,给出基于超混沌映射快速生成无碰撞伪随机序列的方法,然后利用超混沌映射的初值敏感性及固有的内在随机性,分析了密钥空间和密钥的可靠性,提出加密数字图像的新方法,该方法既随机改变像素值的大小,又随机改变像素点的空间位置,并且大小和位置的改变都基于超混沌序列,算法简单却十分有效。实验表明,该算法密钥空间大,加密速度快,抗破译强度高,并有一定的抗破损和抗污染鲁棒性。     

基于改进型二维映射和DNA编码的图像加密

为了增加图像加密的安全性,提出一种基于改进型二维映射和脱氧核糖核酸(Deoxyribo Nucleic Acid, DNA)编码的图像加密算法。首先,结合Logistic映射、Sine映射和Henon映射的特点,设计了一种改进型二维离散混沌映射,具有较好的随机性且为满映射,适用于图像加密;然后,基于该混沌序列对图像明文进行DNA编码,通过DNA运算实现了图像的置乱和扩散,完成了图像的加密。仿真实验结果表明,该加密算法的像素数变化率(Number of Pixels Change Rate, NPCR)和统一平均变化强度(Unified Average Changing Intensity, UACI)均接近或高于理论计算值,峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)小于10,说明改进算法的明文和密钥敏感性高,能有效抵御差分攻击。     

基于时钟变换的复合混沌图像加密研究

为解决一维混沌加密系统密钥空间和安全性差等问题,提出了一种基于时钟变换的复合混沌图像加密方法。该算法使用分段线性混沌映射,k阶Chebychev映射以及一维Logistic映射相复合的方式产生像素位置置乱矩阵和像素值变换矩阵。利用系统时钟变化法,随机改变复合混沌系统的多级初始参数,从而提高了图像信息传输的安全性,达到了近似＂一次一密＂的安全思想。采用MatLab7.0仿真实现。结果表明,该算法具有良好的加密效果且密钥空间较大。     

遗传模拟退火算法和混沌系统的图像加密方法

由于部分图像加密方法采用传统的置乱算法及低维混沌系统,从而会出现密钥空间较小、复杂度低等问题,导致算法易被选择明文攻击。因此,提出了一种结合遗传模拟退火算法与高维混沌系统的新型彩色图像加密算法,以获得更强的安全性能。首先使用遗传算法的选择、交叉操作来对明文图像进行处理; 然后利用模拟退火算法生成的最优序列对图像进行置乱。通过这三个操作可以使置乱图像的直方图达到均衡,从而可以抵抗统计攻击。为了增强图像各层的关联性,利用彩色图像交互的方法对置乱图像进行交互式变异操作。与传统的“置乱-扩散”加密框架相比,该方法不仅可以增加加密系统的复杂度,而且可以增强加密算法对明文图像的敏感性。实验结果和性能分析表明,所设计的加密方法具有大密钥空间、高安全性和对明文图像的高敏感性,可以抵抗常见的密码分析学攻击。     

基于混沌映射图像篡改检测的脆弱水印方案

提出了一种新的基于混沌的图像认证和篡改检测的水印方案,该方案可以检测对图像所做的任何修改,还可确定修改的具体位置。为了提高所提出方案的安全性,采用了两个混沌映射,由于混沌映射对初始值敏感,水印图像中的像素与水印之间的对应位置关系受到干扰,使水印方案能够抵抗伪造攻击。在方案中混沌映射的初始值被用作秘密密钥,通过一系列的攻击检查所提出方案的有效性。实验结果表明,该方案不仅安全可靠,而且在不同的攻击下均能获得较高的篡改检测和定位精度。     

基于串联结构的混沌序列

针对一般单峰映射混沌扩频序列的保密性差，易受攻击的缺点，本文提出了基于串联结构的混沌扩频序列，其产生的方法是用一个混沌系统的输出，作为另一个混沌系统的初始值。这样做的好处在于：两个混沌系统都是单峰映射混沌，便于数字实现；由于第二个混沌系统的初始值在不断的变化，可以有效的防止破译提高了保密性。在建立数学模型分析了其相关性和保密性的基础上，利用模糊神经网络对单峰映射的混沌序列与本文的混沌序列做了攻击(预测)，验证了此方法的有效性。     

二维混沌映射图像加密安全性分析及改进算法

为增强图像加密的安全性,分析了二维混沌映射图像加密技术,提出了一种新的改进算法.采取构造复合加密系统、增加扩散函数、改变密钥设计等方法解决二维混沌映射加密图像时只改变图像位置,没有改变像素值,存在周期性、无扩散、实际密钥空间比理论值小等安全隐患问题.将Baker map公式化,然后利用复合混沌系统的思想,以Baker map为例提出了一种新的改进算法.仿真验证了改进算法的安全性.仿真表明,改进算法对其他二维混沌映射Cat map等均有效.     

基于分段线性映射的混沌扩频序列设计

在异步DS-CDMA系统中,白噪声序列并非是最佳扩频序列,而具有符号交替、指数衰减部分自相关函数的扩频序列有着更为优良的性能,它相对于白噪声序列可以提高约15%的系统容量。基于上述事实,对反Baker变换和Tent映射两类分段线性映射所产生的序列的性能进行了分析,并利用具有特定分岔参数的反Baker变换和Tent映射,产生具有符号交替、指数衰减的部分自相关函数的扩频序列,并对分岔参数为2的整数次方的分段线性映射提出了一种有限精度实现方法,从而可以很好的近似实现这类混沌序列。经仿真表明由上述方法产生的序列性能明显优于白噪声序列和Gold码,更适合用作异步DS-CDMA系统的扩频码。     

Design of strong S-boxes based on spatiotemporal chaotic system

A substitution box (S-box) plays an important role in cryptographic algorithms.The design of S-box using chaotic systems has attracted a great deal of attention in recent years.A new method for obtaini...     

一种基于双向扩散的混沌图像加密算法研究

利用耦合映像格子所产生的混沌信号优良特性,采用混沌密钥时变的图像像素值双向扩散的加密方案,研究提出了一种新的混沌图像加密算法,然后对所提算法进行测试仿真和性能分析,测试结果表明所提算法具有较强的安全性和有效性,足以抵抗穷举攻击、统计攻击、差分攻击、已知/选择明文攻击等各类常见的攻击.     

一种基于混沌映射的图像加密方法

提出了一种基于Logistic混沌系统的图像加密算法．该算法先将初始图像像素通过行列循环移位的方法进行置乱,减小了像素间的相关性,再利用Logistic映射产生加密密钥对图像像素进行加密,同时利用反馈技术增强加密系统的鲁棒性．仿真实验表明：该算法具有对初始密钥的敏感性,同时密文分布均匀,具有较高的安全性．     

一个新的伪随机序列发生器的设计与实现

为了设计新的伪随机序列发生器,以便产生计算机、通信和密码系统中所需的伪随机序列,构造了一个新的混沌系统,该文系统的一些基本动力学特性进行了理论分析,并以新构造的混沌系统作为随机信号源,基于FPGA设计了一个混沌伪随机序列发生器并进行了实验验证。这种设计方法可应用于以FPGA为平台的混沌通信和密码系统的设计之中。