基于新的变参数混沌系统的图像加密

针对一维离散单混沌系统在计算机有限精度下存在的退化问题,提出了一种在生成混沌信号的过程中参数随机变化的混沌伪随机序列产生方法,基于该方法构建的混沌系统较单混沌系统具有伪随机序列周期大、密钥数量多、密钥空间大等优势,所产生的密码具有更高的安全性能。基于该方法,还提出了一种新的图像加密算法。仿真分析证明,该图像加密算法原理简单,安全性高,便于软硬件实现。     

基于双混沌互扰系统的图像加密算法

针对低维混沌系统有可能退化为周期问题,以及高维混沌系统计算量大的缺陷,提出基于双混沌互扰系统的图像加密算法。通过两个简单的Logistic映射间的互扰,构造一个双混沌互扰系统。双混沌互扰系统的最大特点是扰动项同时包括常数扰动项和随机扰动项,不仅保证了系统必要的复杂性,而且增大了系统参数的取值范围。以双混沌互扰系统作为序列密钥发生器,提出一种改进的二值序列量化方法。对二值序列做随机性检验和相关性分析的结果表明,该二值序列具有良好的伪随机性和相关性,适合作为加密密钥。将其应用于图像加密的仿真实验结果也表明,该二值序列能有效且安全地掩盖明文信息,取得了较好的加密效果。     

基于多混沌的彩色图像加密算法研究

针对混沌系统产生的混沌序列具有遍历性、伪随机性、对初始条件（值）和系统参数敏感以及具有类似白噪声等特点,提出了一种利用多个混沌系统结合的方法对彩色图像进行加密的算法。首先利用Arnold变换对图像进行像素置换,然后利用统一混沌系统对图像像素加密处理,在加密的过程中利用Logistic混沌系统对统一混沌系统序列进行乱序处理。仿真结果证明,该图像加密算法具有密钥空间大,保密性好,加密速度快和加密强度高等优点。     

彩色图像的混沌加密算法

提出了一种新的基于Lorenz混沌系统的彩色图像加密算法。对Lorenz系统输出的实值混沌序列进行改进,使之近似均匀分布,得到更适合图像加密的伪随机序列。利用改进后的序列生成置乱和变换矩阵,按规则分块对彩色图像三基色分量进行置乱和按位异或等加密运算。仿真实验和安全性分析的结果表明,该算法密钥空间大,具有较好的加密效果和加密效率,且具有较好的抗干扰性。     

基于多混沌系统的图像分组密码设计

对于混沌系统数字化后引起的混沌性能下降,结合Logistic映射和分段线性混沌映射（PLCM）及定义在(0,1)上的移位映射设计了一个混沌随机数发生器,通过不同混沌系统迭代,生成的随机序列由四个混沌轨道确定,具有良好的随机性和在有限精度实现条件下周期大的特点;并基于此混沌随机数发生器提出了一种分组图像加密算法,该算法具有较强的鲁棒性,加密图像在部分受损或缺失后,仍有较好的恢复效果,该算法具有控制参数较多、密钥空间大、对密钥十分敏感的优点,对多种攻击手段具有较好的免疫性。     

基于双混沌系统的序列加密方法研究

由于混沌系统对初始条件和混沌参数非常敏感以及生成的混沌序列具有非周期性和伪随机性的特性,近年来在信息加密领域得到了较多的应用。但是大多数混沌序列发生器都是采用单混沌系统,可能存在一些潜在的动力学系统攻击方法。提出了一种基于两个参数随机变换的混沌系统的伪随机序列发生器,生成一个随机性好、长周期的密钥序列,并给出了统计特性分析的严格的理论证明。理论分析表明此密钥序列具有较高的线性复杂度和良好的密码学特性。     

基于混沌占空置乱和DNA编码的图像加密算法

为了增强加密图像的安全性,提出一种新的基于混沌占空置乱和DNA编码的图像加密算法。首先根据一种离散混沌映射产生的伪随机序列使用占空法对图像矩阵的行和列进行随机交换,相比一般的混沌置乱大大提高了运算速度。然后利用另一种离散混沌映射产生两个伪随机序列分别对图像矩阵的前n行像素点和其余像素点进行异或运算生成加密图像。最后利用DNA编码规则,对图像矩阵中像素点灰度值的每两位二进制位分别进行对应的互补替换,达到图像扩散的目的,最终生成加密后的图像。对算法的统计特性、密钥敏感性及密钥空间进行仿真验证与分析,对算法的复杂性进行理论分析,分析结果显示该算法具有较高的安全性。     

一种新的离散混沌同步保密通信方案

系统地分析了一种新的TD ERCS离散混沌系统产生的伪随机序列的复杂性,仿真验证了TD-ERCS离散系统是复杂性稳定的全域性离散混沌系统。在此基础上,提出基于TD-ERCS离散系统构造伪随机序列的双信道保密通信方案。在该方案中,发送端利用混沌驱动器产生混沌密钥和遮掩信号,基于混沌的伪随机序列发生器(CPRNG)将驱动离散系统产生的混沌序列转化为加密密钥序列,并对信息信号先加密再遮掩。获得加密信号后使用一个信道传输,利用另一信道传输系统同步的单变量同步信号。理论分析和数值实验验证了该方案在密钥安全性和算法复杂性方面性能良好,且易于软件实现。     

改进Henon超混沌系统与AES结合的图像加密算法

针对近年来AES（Advanced Encryption Standard）加密算法在图像加密领域应用中存在的一些缺点,提出了一种基于改进Henon超混沌系统与AES结合的图像加密算法。该算法首先利用四维Henon超混沌系统产生超混沌序列,通过引入明文图像像素的相关特性作为参数来截取超混沌序列作为BP神经网络的训练样本,训练后得到的非线性混沌序列作为AES加密算法的目标密钥。将目标密钥代入AES加密算法进行两轮循环加密得到密文,且每轮加密过程中都会由混沌序列产生新的S盒和轮密钥,大幅度提高了密钥的随机性。仿真实验结果表明,该算法能够很好结合三者的优点,安全性非常高。     

一种基于LDC混沌理论与RSA的图像传输算法

基于LDC复合混沌的图像加密算法是通过利用Lorenz、Duffing2和Chens3个三维混沌系统产生3个复合混沌系统来提高混沌系统的安全性的,并对3个混沌系统都进行了改进,使其产生的混沌序列具有0,1分布均匀和较好的图像直方图特性。虽然用LDC复合混沌加密的图像具有很好的安全性,但LDC混沌系统的密钥很长,为了解决复合混沌系统中的密钥在管理和传输过程中的安全问题,本文提出了一种基于LDC混沌理论与RSA的图像传输算法,采用安全性很高且不需要传输密钥的RSA加密算法对混沌密钥进行加密处理的方法。     

一种新的混沌伪随机序列生成方法*

针对单混沌系统因计算机有限精度效应产生的混沌退化问题,提出了一种多级混沌映射交替变参数的伪随机序列产生方法。该方法基于一维Logistic映射和二维Henon映射,用交错变参的Logistic映射的混沌迭代值的汉明重量来控制Henon映射输出的混沌迭代分量。生成序列通过仿真表明,符合Golomb三个随机性公设要求及局部随机性统计检验要求,可作为密钥流序列应用到加密体制中。     

基于云计算模型的分数阶超混沌加密算法

针对大数据安全以及混沌加密安全性等问题,提出了一种基于云计算模型的分数阶超混沌系统的加密算法。首先选取了两个分数阶超混沌系统的初始值作为密钥参数,基于分数阶混沌生成用于加密的伪随机序列,进而提出了一个结合云计算MapReduce并行数据处理模型的加密算法。在MapReduce并行加密方面,依次进行分块、Map并行加密和Reduce数据归并等操作。为了抵御明文类的密码攻击,算法中采用与明文特征关联的混沌序列生成方法。最后,在云计算实验环境中的实验结果表明,该算法的密钥空间达到372 bit,能够有效抵御明文类的密码攻击,具有密钥高度敏感的特性。同时,实验结果验证了云计算MapReduce并行加密的有效性。     

基于混沌理论的文件安全系统

混沌信号具有良好的随机性，可以作为序列密码应用于保密通信。该文基于混沌理论，设计了一种安全性高、代价低、易于软件实现的混沌序列密码加密算法，并在此基础上，结合DES、3DES和RSA通用标准加密算法和数字签名、完整性检验等安全技术，提出了一个比较完格的文件安全系统的设计方案，该系统具有安全性好、易于使用、速度快的特点。     

基于耦合锯齿混沌映射的虚拟光学加密系统

文中结合时空混沌系统具有初值和控制参数的高度敏感性,并能产生大量非相关的伪随机序列的特性,提出了一种基于耦合锯齿混沌映射生成虚拟光学加密系统的随机模板的方法。该方法基于交叉耦合映像格子模型,局部状态演化方程采用锯齿混沌映射,构成时空混沌系统。实验结果表明,当耦合系数ε的取值小于0．01时,基于交叉耦合映像格子模型的锯齿混沌系统可以生成具有均匀分配的混沌序列。经Matlab仿真实验证明,该加密系统密钥的灵敏度高,在一定的密钥长度下可以抵抗暴力破解。     

基于混沌序列的压缩感知测量矩阵构造算法

测量矩阵的构造算法是压缩感知中重要的研究方向之一。提出一种基于Logistic混沌-贝努利序列（Chaos-Bernoulli）测量矩阵构造算法,该算法利用了混沌序列良好的伪随机性质,通过一维Logistic混沌系统产生混沌序列,再通过符号函数生成具有贝努利分布的伪随机序列从而构造出压缩感知测量矩阵。实验仿真结果表明,该算法优于贝努利随机测量矩阵,信号重构的峰值信噪比PSNR有1~3 dB的提高,并与其他类型的测量矩阵进行比较,数值分析结果证明该算法是可行有效的。     

改进混沌方程及压缩感知理论图像加密算法

针对传统Logistic混沌系统混沌性能低,生成伪随机序列随机性较差等问题,本文提出一种新的改进Logistic混沌方程,并与Lorenz超混沌系统、压缩感知理论相结合构建一个多混沌图像压缩加密系统。在加密过程中与传统加密算法相结合,进行置乱、扩散操作最终获得密文图像。通过改进的Logistic混沌方程获得随机性能更好的伪随机序列来构造受控测量矩阵,仿真实验表明通过改进的Logistic混沌方程来构造的受控测量矩阵在压缩率为75%的条件下峰值信噪比达到34.26 dB,与传统Logistic混沌方程相比在同等条件下提高约10 dB,并且该算法有较好的抗差分攻击性能,像素改变率（NPCR）与统一平均变化程度（UACI）接近理论值。故本文提出的加密算法具有较好的压缩性、安全性以及信号重建特性。     

基于混沌反控制的Tent映射伪随机序列发生器设计

应用混沌反控制思想有意识地去产生混沌,进而应用混沌系统的伪随机特性进行伪随机序列发生器设计。针对Tent映射在有限精度实现时产生伪随机序列所存在的周期过短问题,应用混沌反控制,对Tent映射加入控制输入,从而解决了输出伪随机序列周期过短的问题,并通过阈值的在线调节输出0-1伪随机序列。证明了受控Tent映射是Lyapunov指数意义下混沌的,分析了Tent映射混沌反控制所产生的伪随机序列的安全性和计算效率,理论分析和仿真结果都证明了这种设计伪随机序列发生器算法的合理性。     

一种基于神经网络的多级混沌加密算法

混沌信号具有良好的伪随机性,可用于构成加密系统。提出了一种基于多级混沌模型进行加密的算法,并在此基础上利用混沌对误差的极端敏感性,通过神经网络对误差反向传播,改进算法,使其具有更高的保密性。实验表明该算法安全性好,易于实现。     

混沌退化及其在加密过程中的影响

由于混沌系统对初始条件和混沌参数非常敏感以及生成的混沌序列具有非周期性和伪随机性的特性,近年来在信息加密领域得到了较多的应用。但是大多数都是采用单混沌系统,具有不可避免的混沌退化特性,导致存在一些潜在的动力学系统攻击方法。该文针对一维线性映射的退化分析提出了信息量对混沌退化的预测效果。设计了一种基于两个参数随机变换的混沌系统的伪随机序列发生器,生成一个随机性好,长周期的密钥序列并给出了统计特性分析的严格的理论证明。用此序列进行图像加解密实验,结果分析表明提出的算法能够得到令人满意的加密效果。