一个新多涡卷混沌系统的设计及在图像加密中的应用

该文提出一种三涡卷混沌系统,首先对系统的李雅普诺夫指数、分岔图、Poincare截面图、功率谱图及平衡点稳定性等动力学特性进行了理论分析和数值仿真,结果表明该系统具有良好的动力学特性和丰富的拓扑吸引子.基于电路仿真软件Multisim研制了实验仿真电路,该电路结构简单、易于实际制作,且仿真实验与理论分析结论十分吻合,证实了提出的混沌系统电路在物理上是可以实现的,从而验证了该混沌系统的混沌产生能力.最后结合DNA算法设计了一种彩色图像加密算法,利用新系统混沌序列对图像进行加密,重点分析了加密直方图、相邻像素相关性.结果 表明,新系统对混沌密钥及明文都非常敏感,密钥空间较大,提出的混沌系统应用于图像加密具有较高的安全性能.     

新型忆阻器混沌电路及其在图像加密中的应用

忆阻器是一种拥有记忆功能的电阻,目前忆阻器的研究热点及难点在于新模型的建立以及相关方面的应用。该文提出一种基于双曲正弦函数的新型磁控忆阻器模型,通过分析电压和电流的相轨迹关系,发现其具有典型的忆阻器电压-电流特性曲线。利用新建的忆阻器模型构造新型忆阻混沌系统,通过数值仿真绘出新系统的相轨迹图、分岔图、Lyapunov 指数谱等,分析了不同参数时系统的混沌演化过程。另外,基于电路仿真软件Multisim研制了实验仿真电路, 该电路结构简单、易于实际制作,且仿真实验与理论分析结论十分吻合,证实了提出的忆阻混沌系统电路在物理上是可以实现的。最后,利用新系统混沌序列对图像进行加密,重点分析了加密直方图、相邻像素相关性以及抗攻击能力与密钥敏感性,结果表明新系统对图像密钥及明文都非常敏感,密钥空间较大,新提出的忆阻混沌系统应用于图像加密具有较高的安全性能。     

基于混沌卷积的光学图像分块加密方法

基于分块压缩感知理论和随机卷积理论，提出了一种基于混沌卷积的光学图像分块加密方法。首先将图像分为大小相同的分块子图像，针对每个子图像，利用级联混沌系统生成混沌相位模板和混沌振幅模板，将子图像与混沌相位模板进行混沌卷积；然后利用混沌振幅模板进行混沌下采样，获得加密压缩后的分块图像；最后将各分块加密图像复原为最终的加密图像。该方法每个分块子图像具有不同的加密密钥，以提高算法的安全性，混沌卷积过程中采用分数傅里叶变换替代傅里叶变换，以增大密钥空间。对加密方法的抗噪声攻击性、抗裁剪攻击性、统计特性、密钥敏感性等进行仿真实验，结果表明了该方法的可行性和安全性。     

一种新的基于复合混沌模型的图像加密算法

论文提出了一种新的基于包括Logistic映射模型和混合光学双稳模型的复合混沌系统的图像加密算法。随着对外部密钥的映射,将选择相应的混沌动力系统,产生出混沌序列,对原始图像加密掩盖。计算机仿真的结果表明,混沌序列对外部密钥很敏感。该算法具有良好的运算效率,加密图像具有良好的统计特性。     

基于超混沌系统和AES的图像加密改进算法

针对现有混沌图像加密对序列利用不充分、参数固定等问题,提出一种基于两个超混沌系统与AES加密结合的图像加密算法。使用原始密钥处理后的数据对两个超混沌系统生成的序列进行选择,分别对图像进行置乱和扩散,并结合AES算法对图像再次加密。此方法通过利用密钥对超混沌系统初值进行修改和对混沌序列进行选择,提高了算法的随机性和安全性,使加密后的图像有良好的密文统计特性。仿真结果表明,该算法能够根据用户输入的密钥改变参数和加密序列,并且具有良好的抗剪切性能。     

基于混沌集的图像加密算法

该文提出一种基于包含离散混沌系统、连续混沌系统的混沌系统集的混沌加密算法,该加密算法可以根据加密强度需求选择不同的混沌系统组合,利用图像像素的像素均值及像素坐标值为参数控制混沌密钥产生,增强混沌密钥与明文数据之间的联系。在加密基础上,将密文按位切割成3个数据后伪装隐藏在一个处理后的公开图像内,改变了密文外观特性。通过对加密后的图像进行图像直方图分析、相邻像素相关性分析及图像信息熵分析,表明该加密算法有效,在图像保密传输中具有应用潜力。     

几类混沌映射图像加密算法的比较

对图像信息安全技术进行了研究,报告了现阶段图像加密的相关现状,分析了基于混沌理论的图像加密的主要方法,提出分别用一维混沌映射Logistic、二维混沌映射2DLogistic以及Chen超混沌映射对图像进行位置和值置乱来实现图像加密,并从实验仿真结果、密钥空间、密钥灵敏性、灰度直方图、置乱程度以及加密时间等方面来比较以上三种混沌理论作用于图像加密中的各自优缺点。     

基于混沌符号动力学的图像加密电路研究

结合混沌符号动力学原理及单驱动恒流源混沌电路1-D分段线性映射混沌系统,本文经过理论论证并提出了一种能够实现数字图像加密的像素位和像素值的置乱算法.该算法利用混沌符号动力学原理,仅利用一个有限长度的密钥参数便可完成多密钥的置乱加密过程,而且能同时完成像素位和像素值的不同密钥加密,大大加强了密钥的搜索空间,增强了抗破解的...     

一种混沌图像加密算法的研究与改进

利用混沌序列的特性,提出了一种新的混沌图像加密算法,并进行改进.首先由复合混沌映射生成混沌序列,再结合灰度值替代和图像位置置乱方法对图像进行加密,然后进行实验仿真和性能分析,结果表明该算法具有一定的有效性和良好的加密性能.     

基于混沌的图像加密算法研究

利用混沌序列的特性,提出了一种新的混沌图像加密算法.首先由Logistic混沌映射生成混沌序列,再结合灰度值替代方法对图像进行加密,然后进行实验仿真和性能分析,结果表明该算法具有一定的有效性和良好的加密性能.     

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.     

A new multi-scroll Chua’s circuit with composite hyperbolic tangent-cubic nonlinearity: Complex dynamics,Hardware implementation and Image encryption application

In this paper, a new method for generating multi-scroll chaotic attractors via constructing a compound hyperbolic tangent-cubic nonlinear function in canonical Chua’s circuit is presented. The basic dynamic characteristics of the system are analyzed, including equilibrium points, bifurcation diagrams, Lyapunov exponents, phase portraits, time-domain diagrams and attractive basins. What is surprising is that the proposed multi-scroll Chua’s circuit also exhibits rich dynamic behaviors like coexisting multiple attractors, transient period, intermittent chaos and offset boosting. In addition, we put forward the application of the system in chaotic image encryption, and analyzed some security performance evaluation indexes to show that the new Chua’s chaotic cipher system has high security and reliable encryption performance. Finally, the hardware design and experiments of the chaotic digital circuits and image encryption are carried out. Both numerical simulation and FPGA experimental results verify the feasibility and usability of the proposed new multi-scroll Chua’s system.     

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.     

基于余幂-激活离散超混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换安全通信方法

为提高物理层安全传输性能,该文提出一种新的基于2维余幂-激活(2D-CPA)离散超混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换(MP-WFRFT)安全通信方法。首先,将激活函数和余弦函数作为非线性因子引入1维立方(cubic)混沌映射,构造2维混沌映射。非线性因子可对原始cubic混沌映射的迭代过程进行扰动,从而获得更加饱满的相轨。利用分岔图、相图、Lyapunov指数谱等对提出的2维混沌映射动力学特性进行了验证。结果表明,构造的2维混沌序列随机性良好,可进入超混沌状态。然后,利用余幂-激活离散超混沌序列分别构建幅度变换矩阵、相位旋转矩阵和MP-WFRFT参数池,完成对星座幅相加密,以及MP-WFRFT动态变换加密过程,进一步消除数据统计特征,同时提升MP-WFRFT变换的抗参数扫描性能。数值仿真结果表明,加密数据的星座图呈类高斯分布,且传输系统对密钥的敏感性良好。     

一种带扰动的高维混沌图像加密算法

针对已有的部分混沌加密算法存在的问题,设计了一个带有扰动的高维混沌图像加密算法。通过对三维Lorenz系统添加扰动改善了序列的随机性,引入了三维猫映射对扩散后的图像进行置乱,并通过二次置乱来提高算法的安全性。分析与仿真结果表明,该算法具有较大的密钥空间,加密后图像像素值分布较均匀,相关系数接近于零,可以有效抵抗已知明文攻击。     

基于组合混沌系统的彩色视频流加密算法

为进一步加强视频图像在存储及传输过程中的安全性,提出一种将两种改进的混沌系统和分组加密算法结合的彩色视频流加密方案.将原视频逐帧提取并取其RGB分量,并用改进的logistic混沌系统控制其高低位进行各分量位重组.再利用级联式二维猫映射,对亮度分量R实现快速空域置乱;通过改进型二维logistic映射构造的非线性混沌序列,对色度分量GB分量进行迭代扩散.然后将已加密的三分量通过AES算法进行二重加密.算法利用了高低维混沌的空域混合双重加密.仿真结果表明该算法的解密图像无损、无失真,具有更好的密钥敏感性、更好的安全性.     

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.     

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.     

基于指数-余弦离散混沌映射的图像加密算法研究

为了增强图像数据传输的安全性,该文提出一种新型的2维指数-余弦离散混沌映射系统。该系统通过向1维余弦混沌系统中引入指数和高次幂非线性项来构造新型混沌映射。引入的非线性项对1维余弦混沌系统的迭代过程进行扰动得到更饱满的混沌相轨。利用Lyapunov指数谱、系统分岔图等对该系统的混沌动力学性质进行了验证。基于此混沌映射,该文提出一种新型的混沌图像加密算法。该算法通过“置乱-扩散-置乱”等加密环节,使得加密后的数据具有很好的数据安全性。加密图像数据的安全性分析也表明2维指数-余弦混沌映射具有较强的算法鲁棒性以及加密安全性。