混沌密钥调制DFRFT旋转因子的视频加密研究

现有FRFT由于旋转因子的单一性很少应用于视频实时加密,而当前单纯混沌加密算法的安全性又存在着诸多缺陷。为此,提出一种新的视频实时加密算法——混沌密钥调制DFRFT旋转因子。该算法将混沌加密与分数阶傅里叶变换进行了有机结合。首先将DFRFT的旋转因子用混沌密钥进行调制,然后用调制后的旋转因子对视频数据进行分数阶傅里叶变换,最终完成了对视频数据的加密系统。本加密系统在技术上实现了视频数据在客户端的实时采集、实时加密;密文在网络上的实时传输、密文在接收端的接收、实时解密和播放。实验结果表明,加、解效果很好,满足了实时性与安全性的要求。对实验结果的理论、安全性分析表明,该算法简单易行、安全性高。该算法的安全性优于单纯的混沌加密算法或单纯傅里叶视频加密算法,且满足了实时性要求。为解决实时性与安全性冲突问题提供了一条新的途径。     

基于混沌调制DFRFT旋转因子的语音加密

将分数阶傅里叶变换(FRFT)和混沌密码学相结合,提出一种新的变换域加密算法——混沌密钥调制FRFT旋转因子,用于实现语音信号的实时加解密。采用特征分解型离散FRFT算法,使语音实时加密系统在语音信号解密过程中具备良好的还原特性。理论分析和测试结果表明,该算法安全性较高,优于单纯混沌加密或单纯分数阶傅里叶变换的加密方法。     

基于混沌动态随机分组与调制分数阶FFT旋转因子的图像加密

针对分数阶傅里叶变换(FRFT)图像加密中,由于FRFT旋转因子单一性和分组单一性而引起的安全性问题,提出一种新的加密方法——混沌动态随机分组与随机调制FRFT旋转因子。该方法采用3个混沌子系统:用子系统1(密钥)对明文进行无损预加密,得到(一次)密文;然后,用子系统2对FRFT进行动态分组;用子系统3对FRFT旋转因子进行随机调制。接着,用经动态分组、随机调制旋转因子后的FRFT对(一次)密文进行二次加密。相邻像素相关性、像素改变率等测试结果表明,该算法对统计攻击和差分攻击具有较强的抵御能力;实时性、还原性测试表明,一次加密中,采用无损方式与有损相比,其解密用时减少了52.5%,解密后明文相似度提高了4.5%,由此,免除了去噪处理,降低了系统开销。安全性测试表明, 与单纯调制旋转因子方法相比,随机分组与调制旋转因子方法的信息熵提高了1.7%,抵御穷举法攻击的能力提高了10³⁶³⁵倍。由此表明,该方法在实时性、还原性、安全性等方面,均优于混沌密钥单纯调制FRFT旋转因子算法。     

基于DWT和DFRFT相结合的图像数字水印算法

数字水印技术是一项用于版权保护和信息隐藏的重要技术。本文提出了一种改进的数字图像水印嵌入和提取算法。该算法的正弦信号,通过FRFT变换成两个不同阶次的微分。再将微分信号采样后叠加加权作为伪随机序列,该序列用于置乱水印图像。将原始图像采用DWT两层分解后将HL分量再做DFRFT变换,然后将置乱的水印图像嵌入。实验验证可以看出本文提出的离散小波变换和离散分数傅立叶变换(DWT-DFRFT)算法,体现了较好的鲁棒性。     

一种基于混沌和分数阶傅里叶变换的图像加密算法

基于混沌及分数阶傅里叶变换,提出一种对灰度图像的加密算法,并对算法进行仿真实现,结果表明该加密算法加密速度快,效果良好,密钥空间大,具有较强的实用性.     

短时分数阶傅里叶变换的基本性质

作为一种不会对信号时频结构在解线调时产生压缩扭曲的线性时频分析工具,短时分数阶傅里叶变换(STFrFT)相比于分数阶傅里叶变换更适于处理多项式相位信号.证明了短时分数阶傅里叶变换的一些基本性质,例如:重构条件和帕塞瓦尔定理等.以chirp信号为例给出了STFrFT的窗函数和窗口参数的选择依据.本文结论为短时分数阶傅里叶变换的应用提供参考.     

基于分数阶Fourier变换的数字图像加密算法研究*

基于分数阶Fourier变换和混沌,提出了一种数字图像加密方法。具体算法为：先对图像进行混沌置乱,再进行X方向的离散分数阶Fourier变换;然后在分数阶Fourier域内作混沌置乱,再进行Y方向的离散分数阶Fourier变换;最后将加密图像的实部与虚部映射到RGB,形成可传输的彩色加密图像。实验结果表明,该加密算法具有很好的安全性,在信息安全领域有较好的应用前景和研究价值。     

Chirp-rate调制的新型解调方法

提出了一种基于分段去斜率的Chirp-rate调制解调方法。根据CRM信号以不同调频斜率的Chirp信号作为调制信号的特点,接收端分为两级解调,第一级解调采用延时混频(去斜率)的方法,把不同调频斜率的Chirp信号转换为MFSK信号,第二级采用非相干方式对MFSK信号解调。最后分析了二进制CRM信号经过高斯信道的性能,在高信噪比情况下略好于基于分数阶傅里叶变换的CRM系统。     

一种基于混沌理论的多层次变密钥视频加密方法

提出了一种全新的基于混沌理论的多层次视频流保密方法,此方法由于采用多层次的混沌迭代,因而达到了使密钥实时改变的目的,极大地提高了保密性能。另外,本算法继承了选择加密的思想,只对视频流中包含关键信息的部分进行处理,可以提高加密效率,满足实时交互的要求。分析仿真实验结果,进一步证实了此方法具有很好的保密性能和加密效率。     

基于分数阶傅里叶变换和扩展变换抖动调制的鲁棒数字水印算法

针对现有分数阶傅里叶变换水印算法在透明性和鲁棒性等方面的不足,提出了一种基于分数阶傅里叶变换和扩展变换抖动调制的鲁棒数字水印算法。首先对载体图像进行提升小波分解,将低频子带均匀分割,并对各子块进行分数阶傅里叶变换。然后,从频率角度构造载体向量,选择幅值系数的中低频系数构成每个子块的载体向量。在水印嵌入时,先对载体向量进行投影变换,再根据水印信息对投影后所得数据进行抖动调制。水印的提取过程采用了最小距离检测,实现了水印的盲检测。实验结果表明,该算法不仅具有很好的透明性,而且对JPEG压缩、滤波、噪声、剪切等常见的图像攻击具有良好的鲁棒性。此外,所提算法水印的安全性和实用性也优于常见算法。     

基于相位恢复和混沌图的多图像并行加密算法

基于相位恢复算法提出了分数傅里叶变换域的多图像加密算法。一组图像作为复值图像的振幅部分分别采用不同分数阶傅里叶变换加密到一个混沌图上;通过非线性加密过程产生的相位密钥与明文相关,所提的加密算法可以抵抗已知明文攻击,选择明文攻击和选择密文攻击。通过混沌系统还原的混沌图可以独立解密所有图像,加密容量较大。仿真结果验证了该方法的可行性、有效性和安全性。     

视频混沌加密及其FPGA实现

混沌具有确定性系统的内在随机性、有界遍历性以及对初值和系统参数的敏感性,与信息加密应具备的基本特性相一致。基于混沌猫映射的基本原理,利用FPGA的并行处理算法和丰富的逻辑资源,首先对视频信号进行采集,然后利用混沌猫映射对采集的视频信号进行加密,并给出了相关的视频混沌加密的设计方法和FPGA硬件实现结果。     

二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像加密算法

针对现今分数阶Fourier变换和传统混沌加密的不足,提出了一种基于二维离散分数阶Fourier变换的双混沌图像加密算法。该算法首先借助明文图像信息生成辅助密钥矩阵与输入密钥相结合得到混沌序列,再将生成的中间密文作为二维离散分数阶Fourier变换输入,最后进行置乱操作,使得明文信息得到很好的隐藏。通过实验仿真表明,该算法不仅能有效抵抗统计特征攻击、差分攻击,而且大大改善经传统分数阶Fourier变换后直方图像不平滑的缺点,达到很好的加密效果。     

基于级联混沌系统的分数域语音加密算法

为保证语音信号在通信传输中的安全性,提出一种基于级联混沌系统的分数域语音加密算法.首先,对语音信号进行分组;其次,利用混沌系统获取分数傅里叶变换的阶次,各组数据对应的阶次呈动态变化;然后,采用具有较低计算复杂度的采样型分数傅里叶离散变换得到各组对应的分数域谱数据;最后,利用级联混沌系统依次对各组分数域进行数据加密,从而...     

量子混沌和分数阶Fourier变换的图像加密算法

针对传统的自然混沌系统安全性低的问题,提出了量子混沌和分数阶Fourier变换的图像加密算法。通过引入量子Logistic混沌映射,解决了Logistic映射存在的周期窗口、伪随机和非周期性不好等缺陷,还改善了计算机进行浮点数运算丢失精度的问题。同时将混沌系统和分数阶Fourier变换相结合,实现了介于空间域和频域的分数域置乱,克服了传统一些方法只在单一域变换和单纯使用某一种方案而导致参数变量少,系统结构简单,直方图不均匀等缺点。实验和仿真结果表明,该算法具有密钥空间大,计算复杂度低,敏感性强等优点,能够有效地抵御统计分析攻击。     

基于小波变换域混沌加密与循环移位的改进图像加密算法*

传统混沌图像加密算法均对图像的空间域进行处理,该情况的秘钥敏感度较低,关联性较高,对此,提出一种基于小波变换域混沌加密与循环移位的改进图像加密算法。首先,根据原图像生成对应的秘钥,并采用该秘钥对原图像作循环移位处理;然后,将图像进行小波变换,获得小波变换域;最终,对图像进行二维混沌映射,作置乱处理。实验结果表明,本算法的统计性能、鲁棒性能以及秘钥敏感性均具有一定的优势。     

基于Lorenz混沌系统的数字视频加密

为解决视频信息的安全问题,研究了一个基于Lorenz混沌系统的视频加密方案。该方案首先将三维Lorenz混沌系统进行离散化处理,然后运用驱动式响应同步的方式进行同步处理,对随机采集到的AVI视频文件进行混沌加密。通过采用Matlab仿真软件,编写相应的加解密程序进行仿真,最后,对仿真实验结果进行分析,结果表明该方案具有安全性高、灵活性好的特点。     

基于混沌理论运行密钥长度可变的图像加密

针对传统图像加密算法,密钥生成理论不坚实,密钥长度固定,取值范围有限的不足,提出具有坚实理论基础的变长密钥图像加密算法。给出均匀化趋势定理和偏差定理,然后依据该定理设计了混沌序列均匀化生成算法,用于生成服从均匀分布的随机数。在此基础上,应用该随机数生成欲加密明文长度以及对应长度的密钥,并通过密文随机扰动混沌序列和随机反馈加密技术,实现了具有一次密钥流的变长密钥图像加密。理论分析和实验结果表明,提出的图像加密算法不仅继承了传统加密算法的一次密钥流的优点,而且由于理论坚实且引入变长密钥加密机制,密钥空间及其取值具有伸缩性,增加了破译难度,增强了图像的安全性。