基于多轮扩散的彩色图像加密算法

为了保护彩色图像信息的安全,提出了一种基于多轮扩散的彩色图像加密算法.该算法首先对Lorenz混沌系统及Chen混沌系统的混沌序列进行改进;然后利用改进后的Lorenz序列对明文图像进行置乱;最后结合改进后的Lorenz混沌序列和改进后的Chen混沌序列以及彩色图像自身的像素分布特征,利用多轮扩散对置乱后的图像进行像素值改变,实现彩色图像加密.理论分析和仿真实验表明,该算法具有足够大的密钥空间,在抵抗密文攻击、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.     

彩色数字图像的混沌加密算法

提出了一种基于混沌系统的彩色图像加密算法,利用logistic混沌映射生成混沌序列,分别对彩色图像的三分量RGB进行置乱和异或加密,即改变了图像的像素位置和灰度值,从而实现图像加密.实验仿真结果表明,该算法具有良好的加密效果和较强的安全性.     

锯齿空间填充曲线耦合压缩感知的彩图灰度化实时加密算法

针对当前彩色图像加密算法都是对RGB分量中所有像素加密,无法避免对次要像素的加密,使其加密效率较低,且加密后仍为彩色密文,增大了传输负载等不足。对此,本文提出了锯齿空间填充曲线耦合压缩感知的单通道彩图RGB分量灰度化实时同步加密算法。设计锯齿空间填充曲线,提高图像像素置乱率;嵌入压缩感知,对彩图RGB三分量进行同步压缩,得到三个测量矩阵,并构造灰度化函数,将图像演变为灰度图像;基于感兴趣区域原理,设计感兴趣像素提取方案,获取灰度图像的感兴趣像素矩阵,使其只扩散感兴趣像素,大幅度降低了像素扩散数量;设计加密函数,扩散感兴趣像素矩阵,再将加密像素映射到置乱图像相应位置,获取灰度密文。仿真结果显示:本文算法高度安全,能够得到灰度密文;与其他彩色加密算法相比,该算法具有更高的加密效率,可满足实时加密要求。     

基于填充曲线和相邻像素比特置乱的图像加密方法

为提高图像传输安全性,该文提出一种基于填充曲线和相邻像素比特置乱的加密算法.首先,设计一种新的填充曲线用于图像像素的全局置乱.其次,将混沌序列作为约瑟夫遍历的起点和步长,利用改进的约瑟夫遍历方法对相邻像素进行比特级置乱.像素级和比特级的双重置换,打破了图像像素间的高度相关性.最后,通过双向密文反馈,进一步提高方法的安全...     

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。     

基于超混沌序列的自适应数字图像隐藏算法

文章用超混沌映射快速生成无碰撞伪随机索引序列,进而实现图像的置乱隐藏,超混沌映射的初值敏感性,使隐藏有足够大的密钥空间,极大地提高了系统的安全性,文中给出进行灰度图像隐藏的空域置乱混合隐藏算法,还研究了将灰度图像隐藏到彩色图像及将彩色图像隐藏到彩色图像的方法.实验分析显示,本文算法简单易行,隐藏信息量大,并且具有一定的鲁棒性.     

基于提升小波变换的超混沌图像加密方案

研究了一种基于提升小波变换与二维超混沌系统的图像加密方案.首先将图像进行整数提升小波变换,根据自适应排列置乱算法对提升小波变换后的低频子带系数进行调整置乱.然后由两个二维超混沌系统生成混沌序列并进行预处理,同时构造双混合反馈系统.最后利用双混合反馈系统对小波重构后的图像进行像素灰度值替代加密.仿真结果表明,该加密方案弥补了图像经传统小波变换后不能无失真重构的缺陷,并克服了单一的低维混沌系统保密性不高的缺点,在密钥空间和抵抗各种攻击方法上均有较好的改进,具有较高的安全性和实用性.     

彩色图像置乱方法研究

这里主要研究彩色图像的置乱方法,目的是提高置乱效果及置乱效率。分别研究了基于像素灰度变换的彩色图像置乱方法及基于像素位置变换的彩色图像置乱方法,仿真分析了2种置乱方法的不足,提出了一种新的基于Arnold变换的彩色图像置乱方法。采用同时改变像素位置及灰度值的方法,兼顾了置乱图像在视觉上及理论上的置乱效果。仿真实验表明该置乱算法提高了置乱度,节约了恢复时间,是一种简单、高效的彩色图像置乱方法。     

一种新的图像加密算法研究与应用

提出了一种新的混沌彩色图像加密算法.首先由Logistic和Cubic-Henon复合混沌映射生成混沌序列,再结合像素值替代和图像位置置乱方法对彩色图像进行加密,并利用"一幅图像一次密钥"的密钥同步方案,实现了一个基于混沌的图像保密通信系统.该算法具有一定的有效性和良好的加密性能.     

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。     

基于三维超混沌系统的彩色图像加密算法

针对彩色图像的存储特性,为了改进彩色图像加密算法的安全性和效率,提出了一种基于三维超混沌系统的彩色图像加密算法.该算法利用改进的三维超混沌系统产生混沌序列,采用复合加密算法实现彩色图像在空域上的加密.使用MATALAB7.0进行仿真实验.理论分析和实验表明,该算法具有良好的保密性和加密效果.若进一步降低运算量,该算法可对诸如军事卫星图片、商业机密图纸、远程私人病历等需要保密通信的场合有广泛的应用前景.     

A fast encryption algorithm of color image based on four-dimensional chaotic system

As the low complexity of low-dimensional chaotic system and the slow speed of image encryption, this paper proposes a fast encryption algorithm of color image based on four-dimensional chaotic system. Firstly, we propose a new method of designing four-dimensional chaotic system based on the classical equations of three-dimensional chaotic system, to increase the complexity and key space of the encryption algorithm. Secondly, according to the nature of color images’ pixels channel, we design a new pseudo-random sequence generator and reuse the random sequence, to improve the speed of image encryption. Finally, the methods of row-major and column-major are used to diffuse the original image and the cat map with parameter is used to scramble the image pixels, respectively, to achieve the effect of encryption. The results of simulation and security analysis show that the proposed encryption algorithm is of good performance on security, robustness and high encryption speed.     

面向云环境的彩色图像混合加密算法

针对传统图像加密算法难以保证在云环境下密钥配送的安全性,以及DNA编码在抗统计学分析效果欠佳等问题提出了一种面向云环境的彩色图像混合加密算法。提出了一种自适应DNA编码对传统方法进行改善,通过国产SM2与SM3加密算法作为散列值的生成函数与控制参数的非对称加密,运用盲水印技术镶嵌至密文图像中。实验结果表明,该算法密钥空间大且加密图像相邻像素相关性较低,具有更为接近理想值的像素改变率与像素平均改变强度,具有较为理想的安全性同时在密钥的传输过程中由非对称加密算法保证其安全可靠。     

基于组合混沌系统的彩色图像加密算法

为了提高彩色图像信息的安全性,针对单一混沌系统的不足,提出一种基于组合混沌系统的彩色图像加密算法。首先将明文图像变化成为红(R)、绿(G)和蓝(B)三个分量,并采用小波变换分别对R,G,B三个分量进行分解,然后采用不同混沌系统对R,G,B三个分量的低频系统分别进行置乱处理,并采用小波重构得到加密后R,G,B分量,最后对组合R,G,B进行随机排列,得到密文图像,并采用仿真实验测试算法的性能。仿真结果表明,相对其它彩色图像加密算法,本文算法获得了更加理想的图像加密效果,在提高密钥空间的同时,抗攻击能力得到大幅度提升。     

基于柱面衍射和彩色空间转换的单通道彩色图像加密

为了解决传统密码系统由于对称特性导致的安全性低的问题,提出了一种新的基于柱面衍射和彩色空间转换的单通道彩色图像加密方法。在加密过程中,首先将彩色图像变换为YCbCr4:2:0格式的单通道图像,然后经过两次柱面衍射和相位截断操作对图像进行加密。在解密过程中,将密钥与密文结合,经过两次柱面逆衍射后重建出彩色原图。由于柱面衍射过程是一个非对称的过程,此算法可以克服基于平面衍射的加密系统的对称特性,将其应用到基于相位截断的加密系统中可以进一步有效提高加密系统的安全性。仿真结果表明,该算法能够有效地对彩色图像进行单通道加密,不仅可以高质量地恢复原始彩色图像,而且加密系统具有较高的安全性。     

基于Shear变换的彩色地形图混沌加密算法

针对目前研究地形图图像加密算法较少,以及现有图像加密算法易被破解的问题,提出基于Shear变换的彩色地形图混沌加密算法。该算法充分利用了Shear变换的多方向性,能够很好地对地形图的线划要素信息进行置乱的特点,以及Lorenz混沌系统具有极强初值敏感性和更大的密匙空间和安全性的特点。通过对彩色地形图的加密和解密实验,以及抗攻击性能对比实验,表明使用该算法加密后的彩色地形图具有更高的安全性,并且载体图像具有较高的抗攻击性能。     

彩色图像混沌加密算法的研究

文中对彩色图像混沌加密算法进行了研究,利用优化后的高维Lorenz混沌映射对图像置乱来实现对彩色图像的加密。实验证明,该算法实现简单,安全性高,具有良好的加密效果。     

基于激光散斑和超混沌的彩色图像加密

为了保证彩色图像在传输过程中的安全性与可靠 性,提出将具有随机性的激光散斑与一种四维 Lorenz型超混沌系统相结合进行彩色图像加密的新方法,同时构建了散斑超混沌加密系统。 系统将原始彩图 与超混沌系统产生的非线性度更高的超混沌序列按位异或进行混沌加密,然后将加密后的图 像与物理随机 的激光散斑图像按位异或进行散斑加密即可获得加密彩图,密钥空间达10¹⁰¹,平均相邻像素相关系数达 0.000。结果表明,本文方法具有较好的加密 效果,可抵御统计分析攻击,有大的密钥空间,较强的密钥敏 感性及弱的相邻像素相关性。     

A fast color image encryption algorithm based on coupled two-dimensional piecewise chaotic map

In recent years, a variety of chaos-based image cryptosystems have been proposed. Owing to the exceptionally desirable properties of mixing and sensitivity to initial conditions and parameters of chaotic maps, chaos-based encryption has suggested a new and efficient way to deal with the intractable problem of fast and highly secure image encryption. This paper proposes a novel chaos-based image encryption algorithm to encrypt color images by using a Coupled Two-dimensional Piecewise Nonlinear Chaotic Map, called CTPNCM, and a masking process. Distinct characteristics of the algorithm are high security, high sensitivity, and high speed that can be applied in encryption of color images. In order to generate the initial conditions and parameters of the CTPNCM, 256-bit long external secret key is used. Computer simulations confirm that the new algorithm has high security and is very fast for practical image encryption. It is demonstrated that the number of pixel change rate (NPCR), the unified average changing intensity (UACI), and entropy can satisfy security and performance requirements (NPCR>0.99672, UACI>0.334904, Entropy>7.99921). Experimental results reveal the fact that the proposed algorithm yields better security performance in comparison to the results obtained from other algorithms.     

Dynamic behavior analysis, color image encryption and circuit implementation of a novel complex memristive system

This paper is devoted to introduce a novel four-dimensional memristor-involved system and its applications in image encryption and chaotic circuit. The typical dynamical behaviors of the memristor-involved system are explored, such as chaotic phase potraits, Lyapunov exponent spectrum (LES), bifurcation diagram (BD) and complexity analysis. Then a color image encryption algorithm is designed. In this algorithm, the sequences generated by the four-dimensional memristor-involved system are used in scrambling and diffusion algorithm for three channels. The algorithm analysis results based on key space, key sensitivity, information entropy, histogram distribution, correlation coefficients, data loss and noise attacks indicate that the proposed algorithm can improve the security of the color image encryption algorithm. Finally, the memristor-involved chaotic circuit is implemented by using some discrete components. The experimental results of hardware circuit are consistent with the Multisim simulation results and the numerical simulation results. The research results have certain universality and portability, and can provide technical support for the subsequent analysis of other nonlinear circuits and the application of chaotic secure communication.