复用技术耦合率失真优化的多图像加密机制

为了解决当前多图像加密机制存在串扰效应以及失真现象等难题,提出了复用技术耦合率失真控制优化的多图像并行加密机制。基于DCT(Discrete Cosine Transform)变换与Zig Zag扫描,设计复用技术,将多个明文压缩成一个复合置乱图像;并引入结构相似度,设计率失真控制优化技术,嵌入到复用技术中,优化失真值,减少失真度;再利用2D Arnold混沌映射对复合置乱图像进行二次置乱;再结合混沌相位掩码,构造双重加密函数,对置乱图像进行扩散。仿真实验结果表明:该加密机制高度安全,具备优异的加密质量与强烈的密钥敏感性能;且与当前多图像加密机制相比,该算法的解密质量更加优异,更能降低串扰效应。     

基于分块压缩感知和改进幻方变换的图像加密

为了提高多图像加密的安全性，同时解决多图像加密系统数据量大的问题，采用了基于分块压缩感知和改进幻方变换的加密方法。加密过程中，充分利用了混沌序列对初始值的敏感性，解决基于传统幻方变换的加密算法周期性的问题；结合分块压缩感知的方法，减少加密系统的数据量。对4幅256×256的灰度图像进行加密测试。结果表明，系统加密时间只需要0.98s，重建图像的质量高，相关系数值均高于0.99，峰值信噪比值均大于35dB; 该算法在减少加密系统的数据量的同时进一步提高了系统的安全性。该算法实现容易，能高效安全地完成多图像加密。     

基于混沌压缩感知和DNA编码的多图像加密算法

为了解决现有图像加密算法处理后的密文图像在传存储过程中带宽利用率低、 占据较大的存储空间等问题,提出了一种新的基于混沌压缩感知和DNA编码的多图像加密算法,可同时对多幅图像进行压缩加密为一幅密文图像.通过SHA-256安全散列算法产生内部密钥,实行一次一密,极大地提高了算法的安全性.相比于传统加密算法,密文图像空间利用...     

复用技术耦合率失真优化控制的多图像并行加密机制研究

为了解决当前多图像加密机制存在串扰效应以及失真现象等难题,本文并提出了复用技术耦合率失真控制优化的多图像并行加密机制。基于DCT（Discrete Cosine Transform）变换与Zigzag扫描,设计复用技术,将多个明文压缩成一个复合置乱图像;并引入结构相似度,设计率失真控制优化技术,嵌入到复用技术中,优化失真值,减少失真度;再利用2D Arnlod混沌映射对复合置乱图像进行二次置乱;再结合混沌相位掩码,构造双重加密函数,对置乱图像进行扩散。仿真实验结果表明：本文加密机制高度安全,具备优异的加密质量与强烈的密钥敏感性能;且与当前多图像加密机制相比,本文算法的解密质量更加优异,更能降低串扰效应。     

真彩图像和视频加密新方案的研究与实现

提出一种新的混沌真彩图像和视频加密算法.在对图像预处理的基础上,应用Henonlsine复合混沌系统产生的混沌序列对预处理后的图像矩阵进行位置置乱和灰度值替代结合的方法加密.通过性能分析,表明该算法具有良好的加密效果.将该算法应用于视频加密之中,并引入"一帧一密"的技术,仿真和通信平台的成功测试表明该算法对视频加密的适用性和良好性能.     

一种基于光混沌和图像预处理机制的加密算法

随着现代科学技术的发展，人们对图像信息传输的安全性要求越来越高，以混沌理论为基础的图像加密方案更加受到重视。该文提出一种新型的光混沌图像加密传输系统以及图像“自加密”算法，该系统的主激光器(ML)经全光反馈后分别注入到3个半导体激光器(SLs)中，从而产生3个同步的混沌序列。在图像加密之前，先对明文图像进行预处理，得到两幅图像，一幅是明文图像取商的图像，另一幅是明文图像取余的图像。利用发送端的混沌序列对预处理的两幅图像进行多次加密、隐写以及扩散等操作，得到密文图像。实验结果表明：该文的密文图像像素值分布均匀，各像素间的相关性被打破，NPCR和UACI均接近理想值。该图像预处理的方法能够有效地使图像像素值更为集中、分布更加均匀，同时结合光混沌对图像进行加密，大大地提高传输图像的安全性。     

基于骑士巡游的灰度图像加密压缩算法

为了进一步提高涉密图像的存储和传输效率,提出了基于骑士巡游的灰度图像加密压缩算法。该算法将原始图像进行8×8分块,对每个块进行DCT变换,构建以块为单位的系数块化矩阵,然后采用骑士巡游置乱对该系数块化矩阵加密,对置乱加密后图像进行JPEG压缩得到加密压缩图像。实验仿真和分析表明,该算法密钥空间大、密钥敏感性高,在保证一定置乱度的前提下,获得了更高的压缩效率。     

基于编码压缩和加密的图像可逆信息隐藏算法

提出一种编码压缩和加密的图像可逆信息隐藏算 法。计算载体像素预测值与其像素值的差值, 对差值进行哈夫曼编码压缩,通过压缩数据和随机数据加密重构图像,得到载体数据。将哈 夫曼编码的码 表和秘密信息隐藏在载体数据中,实现信息隐藏。在载密数据中提取码表数据和秘密信息, 对加密压缩数 据进行解密,结合码表和预测方法恢复原始图像。实验结果表明,本文算法具有较大的隐藏 容量,不仅能 正确提取秘密信息,还能无损恢复原始图像。     

基于混沌的图像压缩加密算法研究

提出了一种结合 DCT 变换压缩技术的混沌图像加密算法.先对原始图像进行压缩处理,然后用由复合混沌系统生成的加密矩阵先后对压缩后的图像进行位置置乱、灰度值替代加密处理.理论分析和实验结果表明,该算法既能有效地减小图像的存储容量,提高数据的传输速度,又具有良好的加密性能.     

基于二维压缩感知的有意义图像加密算法研究

针对基于压缩感知的有意义图像加密算法存在加密图像视觉安全性不高及重构图像质量不佳的问题,提出了一种基于二维压缩感知的有意义图像加密算法。首先,设计了一种与明文相关联的混沌伪随机序列生成方法,利用全局随机置乱和灰度变换操作进行预加密,改进了重构图像质量。生成的预加密图像作为二维压缩感知的输入,在压缩加密和量化操作后,生成秘密图像。其次,考虑了待嵌入数据和待修改数据之间的关系,利用自适应嵌入方法修改载体系数值,提高了有意义加密图像的视觉安全性。最后,采用二维投影梯度重构方法联合执行解压缩和解密操作,获取重构图像。实验结果表明,与现有算法相比,所提算法不仅提高了加密图像视觉安全性和重构图像质量,而且能抵抗噪声和裁剪攻击。     

基于混沌序列的CCSDS图像压缩算法安全性扩展

CCSDS是由空间数据系统咨询委员会提出的,故针对空间飞行器应用的图像压缩算法,面向空间敏感图像传输的安全性需求,以及针对CCSDS图像压缩算法的特点,在不改变CCSDS算法流程和数据格式的基础上,利用混沌序列的随机性和不可预测性,在小波变换域对图像进行加密处理,以达到安全性扩展的目的。实验结果表明,该算法实现了较高的加密强度,同时保持了CCSDS算法高压缩比和低复杂度的优势,具有与CCSDS兼容性好,实现简单的优点。     

A novel hybrid image encryption–compression scheme by combining chaos theory and number theory

Compression and encryption are often performed together for image sharing and/or storage. The order in which the two operations are carried out affects the overall efficiency of digital image services. For example, the encrypted data has less or no compressibility. On the other hand, it is challenging to ensure reasonable security without downgrading the compression performance. Therefore, incorporating one requirement into another is an interesting approach. In this study, we propose a novel hybrid image encryption and compression scheme that allows compression in the encryption domain. The encryption is based on Chaos theory and is carried out in two steps, i.e., permutation and substitution. The lossless compression is performed on the shuffled image and then the compressed bitstream is grouped into 8-bit elements for substitution stage. The lossless nature of the proposed method makes it suitable for medical image compression and encryption applications. The experimental results shows that the proposed method achieves the necessary level of security and preserves the compression efficiency of a lossless algorithm. In addition, to improve the performance of the entropy encoder of the compression algorithm, we propose a data-to-symbol mapping method based on number theory to represent adjacent pixel values as a block. With such representation, the compression saving is improved on average from 5.76% to 15.45% for UCID dataset.     

一种基于混沌序列的数字图像加密算法

对Logistic映射混沌序列生成方法作了一些改进,改进后生成的序列不仅克服了一维混沌序列的短周期行为,而且统计性能有了一定程度的改善。提出了一种基于此混沌序列的JPEG格式数字图像加密算法,通过在图像压缩的同时执行加密运算,使密图具有良好的压缩效率,试验表明加密效果是令人掩意的。     

基于压缩感知和变参数混沌映射的图像加密

为了减少加密图像的存储和传输负担,提出基于压缩感知(CS)和变参数控制混沌映射的图像加密算法。算法采用变参数控制混沌映射产生的测量矩阵对图像进行观测,选用与测量矩阵非相干的离散余弦变换(DCT)矩阵为稀疏基矩阵,使得压缩和加密同时完成。为了进一步提高加密算法的安全性,引入扰动因子使得加密算法的密钥与明文相关。同时,加密系统具有抗差分攻击的能力。另外,执行耦合的置乱扩散操作,使得置乱和扩散同时完成,更进一步增强了系统的安全性。加密图像的每个像素以8bit整型的形式输出便于数据的存储、显示和传输。实验结果表明,本文的加密算法是有效的和安全的。     

基于骑士巡游的灰度图象加密压缩算法

为了进一步提高涉密图像的存储和传输效率,提出了基于骑士巡游的灰度图像加密压缩算法。该算法将原始图像进行8×8分块,对每个块进行DCT变换,构建以块为单位的系数块化矩阵,然后采用骑士巡游置乱对该系数块化矩阵加密,对置乱加密后图像进行JPEG压缩得到加密压缩图像。实验仿真和分析表明,该算法密钥空间大、密钥敏感性高,在保证一定置乱度的前提下,获得了更高的压缩效率。     

A novel image encryption–compression scheme using hyper-chaos and Chinese remainder theorem

Hyper-chaos has more than one positive Lyapunov exponents and it has more complex dynamical characteristics than chaos. Hence it becomes a better choice for secure image encryption schemes. In this paper, we propose a new image encryption scheme integrated with compression simultaneously. Specifically, we first use 2D hyper-chaos discrete nonlinear dynamic system to shuffle the plain image, and then we apply Chinese remainder theorem (well known in number theory) to diffuse and compress the shuffled image, simultaneously. This new scheme can be used to change the plain image information drastically and compress the plain image with a given compression ratio k, which is most crucial in multimedia transmission. Theoretical and experimental analyses both confirm the security and the validity of the proposed algorithm.     

一种基于混沌猫映射的图像加密算法

在传统混沌猫映射基础上提出了一种改进的三维混沌猫映射算法。该算法将图像的像素坐标和灰度值作为广义猫映射的初始值,映射参数和迭代次数作为密钥,应用到图像加密中。理论证明所提出的三维混沌猫映射改进算法具有可逆惟一性,且具有像素位置置换和替代作用。同时试验结果表明该算法对二维图像混沌加密是有效的。     

混合图元加密系统研究

针对目前图像加密技术效率不高或安全性较弱的问题,在对混合图元加密基本原理阐述的基础上,提出了一种混合图元加密系统,建立了系统的数学模型和结构模型,并详细分析了系统的加密效率和安全性。从理论上对混合图元加密算法进行了较为深入的探讨。最后,对系统研究成果进行了概括,对尚待解决的问题进行了描述和展望。     

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。     

改进的DNA图像加密算法

针对数字图像加密算法复杂度高、安全性较差问题,通过对相关算法进行研究,提出一种DNA序列与混沌系统相结合的新型算法。该算法突破了先置乱图像像素后改变像素值的方式,利用传统DNA密码学中的并行性和信息密度的特性,对数字图像进行处理,然后结合混沌序列对其进行加密。仿真结果表明,较其他算法相比,不仅具有安全性高,密钥空间大,而且对穷举攻击、统计攻击、差分攻击有良好的鲁棒性。