一种基于广义混沌同步系统的图像加密方案

传统图像加密技术和低维混沌加密技术都有各自的局限性,而高维混沌映射比低维映射具有更复杂的动力学行为以及更好的随机性。在离散混沌广义同步定理的基础上构造了一种四维离散广义混沌同步系统,并设计了一种图像加密方案。 对加密图像进行了安全性测试,如分布直方图、相邻像素相关系数、密文信息熵、密钥敏感性、密钥空间和雪崩效应等。理论分析和数值实验表明,该加密方案的密钥空间达到10²⁸⁸,具有较强的抗攻击性能;对混沌系统参数及初始条件极其敏感,符合保密通信的要求。     

基于离散广义同步定理的复合混沌音频加密方案

利用离散广义混沌同步定理,基于3D-Lorenz系统构造了一个新的离散混沌系统,并结合Arnold猫映射设计了一种音频复合加密方案。该方案首先用复合系统产生的混沌码对明文进行加密,然后将密文隐藏到wav语音信号中,解密过程能够实现无失真解密。数值模拟表明,新的离散混沌系统产生的混沌流具有良好的伪随机性,并且音频隐藏方案对混沌系统的参数及初始条件极为敏感,具有较高的安全性,能够有效地应用于网络通讯。     

统一混沌系统的混合同步在图像加密中的应用

研究参数已知的统一混沌系统的混合同步现象,在这种同步模式中,系统的一部分状态正相同步,而其它状态反相同步,设计了一个简单的单向线性反馈控制器,提出实现混合同步的充分条件.采用近似熵算法对耦合的混沌同步系统的复杂性研究结果表明,与单一混沌系统相比,本文实现的同步系统具有较高的复杂度.最后,基于该同步系统实现了一个图像加密方案,加密方案采用典型的图像加密框架,混乱阶段采用2D标准映射方案,扩散阶段采用像素的位置信息进行像素值替换,仿真实验结果与安全性分析表明,该算法加密效果良好,安全性较高.     

基于混沌系统广义同步定理的信息隐藏方案

利用混沌系统广义同步定理,基于蔡电路系统构造了一个新的混沌系统,基于该系统设计了一个文本复合加密隐藏方案。该方案首先用复合系统产生的混沌码对明文加密,然后将密文隐藏到语音信号中。方案能够实现无失真解密。数值模拟显示新加密方案产生的混沌流具有良好的伪随机性。该方案对混沌系统的参数及初始条件极为敏感,表明该方案具有较高的安全性。数值模拟显示该方案能够有效地应用于网络通讯。     

基于新的超混沌系统的图像加密方案

提出了一个新的超混沌系统,分析了新系统的混沌吸引子相图、平衡点及其性质、工yapunov指数等非线性动力学特性,并用该超混沌系统对图像进行加密研究。给出了一种新的基于四维超混沌系统的图像加密算法。实验结果及安全性分析表明,该算法具有较强的抵御穷举攻击、统计攻击、已知明文攻击能力,因而具有较高的安全性。     

双混沌系统图像加密方案

提出一种基于baker映射置乱、Logistic映射和Lorenz方程相结合的双混沌系统的图像加密算法。通过对图像分块,引入随机坐标,避免baker 映射将（0,0）映射到自身;将Logistic映射和Lorenz方程相结合构造双混沌映射序列,结合baker映射实现图像加密。算法可缩短单个加密序列的长度,降低单混沌映射引起的退化风险,从而提高了加密算法的安全性。实验证明算法对密钥的敏感度强,能抵御各种攻击。     

基于超混沌序列的图像加密方案

为了提高保密图像传输安全性, 基于超混沌序列提出一种图像置乱与置换加密方案。根据明文像素信息对超混沌序列进行改造处理, 使得密钥序列对明文图像敏感, 再根据分离置乱密钥序列与灰度值置换密钥序列分别对图像像素执行置乱与置换操作。仿真结果表明, 加密图像灰度分布均衡, 密文对明文与密钥高度敏感, 可有效抵御统计、穷举、差分等多种攻击, 验证了方案的可行性。     

基于混沌系统的对称图像加密方案

采用基于外部密钥的复合混沌系统对数字图像进行对称加密,由外部密钥产生混沌系统的初始值。复合混沌系统由2个Logistic系统构成,一个用来产生置换矩阵,对图像进行像素置换操作,另一个用来产生灰度扰乱序列。在对灰度扰乱过程中,使用基于外部密钥导出的子密钥对灰度扰乱序列进行采样。在置换过程中,通过加入置换矩阵信息,使位置置换和像素替代过程以简单有效的方式复合,提高系统的耦合性。     

基于双重二维混沌映射的压缩图像加密方案

为了提高混沌加密系统的安全性和加密速度,提出了一种联合混沌映射的轻量级压缩图像加密方案。首先,为了加速加密过程,破坏像素间的相关性,将数字图像分割为图像块,并通过在频域中的处理对其进行压缩;然后,实施2D Logistic混沌映射,用于在密钥生成、置乱和替换阶段对图像像素进重排和换位。此外,为了进一步提高安全等级,在扩散阶段利用另一种混沌映射2D Henon映射来改变置乱图像的像素值。性能评估结果表明,所提方案能够满足图像加密的安全性要求,且密钥空间大。与其他优秀方案相比,该方案能够更好地抵御统计和差分等攻击,且对生成的密钥空间改变具有高度敏感性。其中,密钥空间大小为256位,实现了约99%的NPCR值和超过15%的UACI值。     

基于混沌和神经网络的图像加密研究

目前,网络安全问题是社会关注的热点问题,为了确保传送信息的安全性和可靠性,可对传输数据进行加密。信息安全的主要核心技术是密码学,高密度特性的神经网络和密码学当中的加密功能十分重要,可利用神经网络构造出更加安全的密码体制。基于此,笔者重点研究了基于混沌性的神经网络在图像加密中的应用,和传统的加密相比,混沌序列加密在随机统计、线性复杂度和序列周期方面均有优势。     

基于多维混沌系统组合的图像加密新算法

提出了基于多维混沌系统同时对图像像素位置置乱和像素值加密的新算法。利用广义Arnold映射对图像像素位置进行置乱;利用三维Liu混沌系统产生的混沌序列得到整数密钥序列,对置乱图像像素值逐个进行加密。实验表明这种加密算法具有密钥空间大、安全性高的优越性,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,相邻像素具有零相关特性。     

一种基于共轭混沌映射的图像加密算法

本文应用离散混沌动力映射和Tent映射的图像加密算法。利用共系统，针对图像数据的存储特点，设计了一种基于共轭混沌映射Logistic轭映射产生密钥流改变原图像的灰度值；运用一类标准混沌映射，构造了一种具有强非线性藕合结构的置换方式，从而改变像素点的位置。同时，对提出的算法进行仿真实验和安全性分析，结果表明该算法具有安全性高和加密速度快等特点。     

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。     

基于多维混沌系统的图像加密算法

针对目前低维混沌系统容易遭遇分割攻击的问题,提出一种基于多维混沌系统的图像加密算法。以Arnold、Ushiki及3D Lorenz为基础,采用多轮混淆变换和单轮扩散变换研究不同维的混沌映射,包括对图像像素置乱、密钥流生成以及加密操作符选择运算。实验结果表明,该算法能获得良好的加密效果,具有较高的安全性能及较强的抗攻击能力。     

基于一维混沌映射的高效图像加密算法

随着多媒体技术的发展,基于数字图像的应用日益普及,图像本身的安全问题及图像所有者的隐私问题愈发严重。不同于文本数据,数字图像作为一种二维数据,其数据量大,冗余度高,像素间相关性强,将传统的一维数据加密方法直接应用于图像加密中难以达到加密的效果。当前,基于混沌理论的加密方法是图像加密领域的主流方法之一,其往往采用置乱-扩散的经典结构,利用所生成混沌序列的高随机性保证加密结果的安全性,同时具备较高的加密效率。然而,为了进一步增强加密算法的安全性,此类方法提出了大量复杂的混沌映射,如超混沌、多级混沌等,但它们的计算复杂度较一维混沌映射有了大幅增加。对此,文中设计了一种高效的一维复合混沌映射SPM,其将Sine映射和PWLCM映射结合,扩大了混沌映射的范围并保证了结果的遍历性,在不降低安全性的前提下极大地提升了混沌序列的生成效率;基于此,提出了一种新型结构下的高效图像加密算法,该算法仅需一轮置乱-扩散-置乱过程即可完成图像的加密,相较于传统方法减少了加密的轮数,进一步提升了加密的效率。实验表明,所提方法能够有效抵御选择明文/密文攻击,相较于已有算法,加密效率平均提升了约58%,具备较强的实用性。     

一种多级混沌图像加密算法研究

由于图像本身具有数据量大、像素点之间高相关性和高冗余性等特点,因此不能用一般的文本加密算法来进行图像加密。而混沌具有初始条件和参数敏感性、遍历性和混合性等优良特性,混沌图像加密是一种效率高、安全性好的图像加密方法。本文提出了一种多级混沌图像加密算法,首先对二维混沌进行离散和规范化,用其对图像像素点进行空间置乱,然后用混合混沌序列对图像的像素灰度值扩散进一步掩盖明文和密文的关系,因而该方法可以有效地抵抗统计和差分攻击。同时,对提出的算法进行仿真实验和安全性分析,结果表明该算法具有安全性高,加密速度快等特点。     

基于复合离散混沌系统的图像加密算法

提出一种基于复合离散混沌系统的图像置乱加密算法,克服普通混沌量化图像置乱算法时间复杂度较高和需要对混沌轨道的概率分布有先验知识等缺陷。该算法利用复合离散混沌系统产生混沌序列,基于排序变换设计一个混沌图像置乱算法。理论分析和仿真实验表明,该算法具有较高的安全保密性能和抗攻击性能。     

一类混沌系统的分数阶广义同步

针对一类参数未知的混沌系统,基于分数阶微积分和Lyapunov稳定性理论,设计出了一族分数阶广义同步控制器,此族控制器可通过选择不同分数阶次得到不同的控制效果,并且都能保证闭环混沌系统达到渐近广义同步.数值试验验证了此方法的有效性。