基于LSB图像隐藏系统的设计与实现

文中运用Matlab实现了基于空域KIB（Least Significant Bit）灰度图像隐藏与提取系统。图像隐藏系统由置乱模块、加密模块和嵌入模块组成。置乱模块采用基于行列置换的置乱算法，经过多次迭代处理，将原始图像变换为灰度均衡的灰度图像，迭代的次数作为密钥一。加密模块借鉴通信系统中常用的伪随机序列加密的方法，运用软件产生m序列对置乱后的图像进行加密处理。m序列的初始值作为密钥二。经过置乱、加密后的图像进入嵌入模块，采用最低位隐藏方法将数据信息嵌入到载体图像中。图像信息提取系统则由解隐藏、解密和反置乱三部分组成。     

基于异或-置乱框架的图像可逆数据隐藏仿真

针对因图像加密、解密过程中图像还原度较差,数据嵌入率较低,导致图像传输过程中图像质量差,安全性低的问题,提出一种基于异或-置乱框架的图像可逆数据隐藏方法。分析相邻像素间位异或-置乱法,使用位异或和像素位置置乱方式对初始图像做加密处理,得到初始加密图像,根据隐藏密钥特征选取一部分像素,利用替换方法把选取像素嵌入隐藏数据中,使用加密密钥将隐藏数据提取出来,最后通过邻域预测方式对加密图像做解密处理,并根据像素波动性算出各邻域模块最高位是否发生改变,还原初始图像。仿真结果表明,采用所提方法得到的图像还原性较好,数据嵌入率较高,可以有效保护图像传输中的安全,并保证图像质量,具有一定的实践价值。     

基于多组混沌序列的彩色数字图像置乱算法

传统的数字图像置乱算法需要多次迭代,加密强度不高,密钥空间小,抗攻击能力弱。针对上述问题,基于多组混沌序列和矩阵拉直算子,提出一种新的图像置乱算法。通过对彩色数字图像的RGB矩阵进行拉直和置乱,隐藏原始图像所含信息。理论分析和实验结果表明,该算法具有较大的密钥空间,对密钥敏感,能改变图像的灰度特征,且置乱后的图像纹理细、颗粒均匀。     

一种基于块置乱和反馈密钥的图像加密算法

在分析传统迭代型图像置乱方法以及静态灰度值加密方法不足的基础上,提出了一种基于图像块位置置乱和动态密钥反馈机制的数字图像加密算法.算法的关键思想是基于分块原理的均匀置乱,以及根据各像素点的不同属性动态选择不同的混沌序列对图像进行基于密钥反馈机制的灰度值加密.仿真结果表明,均匀置乱算法在相邻像素相关性方面优势明显,密文分布均匀;反馈机制和动态选择混沌系统使得灰度值加密算法具有理想的密钥空间,优秀的抗明文、密文攻击能力;整个加密算法时间复杂度合理,安全性高     

基于超混沌序列的图像加密方案

为了提高保密图像传输安全性, 基于超混沌序列提出一种图像置乱与置换加密方案。根据明文像素信息对超混沌序列进行改造处理, 使得密钥序列对明文图像敏感, 再根据分离置乱密钥序列与灰度值置换密钥序列分别对图像像素执行置乱与置换操作。仿真结果表明, 加密图像灰度分布均衡, 密文对明文与密钥高度敏感, 可有效抵御统计、穷举、差分等多种攻击, 验证了方案的可行性。     

基于混沌和位运算的图像加密算法

为了有效改进图像加密效果及其安全性,在对基于混沌系统及位运算的图像加密算法进行研究的基础上,提出一种改进的数字图像加密算法,该算法首先采用Logistic映射产生混沌序列构造行、列置乱向量进行像素位置的置乱,再利用分段非线性Logistic产生的序列构造灰度置乱放大因子,对图像进行灰度置乱,且对两个过程进行迭代操作。该算法不仅密钥空间增大,灰度直方图更加均匀,而且像素相关性变弱,运算速度较传统算法更快。实验结果表明,改进算法具有良好的加密效果和安全性。     

信息隐藏技术在密钥传输中的应用

本文给出了一种通过混沌置乱和小波变换相结合的方案，实现图像的信息隐藏传输。方案利用Arnold变换，对密钥图片进行混沌加密置乱，然后将经过小波变换的密钥图像嵌入到同样经过小波变换的载体图像中。通过网络传输，接收端确认是载体图像后，从载体图像中提取密钥图像，再运用Arnold反变换使密钥图像恢复成为原始密钥图像。     

基于混合混沌与位分解的图像置乱改进算法

针对当前基于混沌系统的图像置乱算法中所存在的“平凡密钥”现象,对一种基于Logistic混沌序列与位交换的图像置乱算法进行了分析,给出了改进算法。算法采用Logistic与Chebyshev混合混沌映射交替迭代生成混沌序列,在完成像素点重新散布后,根据其位置信息截取混沌二值序列实现对像素灰度值的加密。仿真实验结果表明,该算法具有良好的图像置乱效果及更好的安全性。     

基于Logistic混沌序列和位交换的图像置乱算法

在分析传统迭代型图像置乱方法不足的基础上,提出一种新的基于混沌序列和位交换的图像置乱算法.算法根据各像素点的位置,采用不同的Logistic混沌序列和像素值的二进制序列进行异或操作改变图像像素值,并利用图像本身的自相关性进行加密,不需迭代,经过一次运算即可得到加密图像.仿真实验结果表明,该算法可有效地实现灰度和彩色图像置乱,并能较好地抵抗椒盐和裁剪攻击,在效率上也优于迭代型置乱方法.     

二值图像混沌加密算法研究

针对传统混沌加密算法存在的混沌周期性以及仅可应用于方形密文的局限性,研究二值图像混沌加密算法。采用基于循环位移的图像置乱算法,利用基于像素扩散机制的图像加密算法,通过Logistic映射的迭代输出密钥模型以及Tent映射,设计非周期性的像素扩散函数改变置乱图像像素灰度值,实现置乱后的二值图像加密,并利用单调抑制模型增强二值图像映射输出序列随机性,提高二值图像加密效果。实验结果表明:本文算法在二值图像加密中的应用具有显著优势。     

一种新的基于双混沌系统的图像加密方案

提出了一种新的基于双混沌系统的图像加密方案。把Chen’s系统和Logistic映射结合起来产生随机性更加良好的三维混沌密钥序列,并从密钥序列中通过采样提取出新的用于加密的序列。提出了图像置乱算法和替代加密算法,利用Logistic映射产生的一维混沌序列来实现像素位置的置乱,像素值加密算法采用按分组进行加密和二次加密来对像素值进行加密。通过实验测试表明：算法具有良好的像素值混淆和扩散性能,有较强的抗统计攻击的能力和足够大的密钥空间,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,且相邻像素具有零相关特性。这些结果表明了所提出方案有很高的安全性。     

基于DCT和混沌的图像隐藏技术

提出一种基于DCT和混沌的图像隐藏算法. 首先利用混沌系统产生混沌序列对秘密图像进行加密, 然后利用DCT变换与混沌序列把秘密图像隐藏到载体图像中. 实验结果表明,该算法具有良好的安全性和隐藏效果.     

基于分数阶Rossler混沌序列的图像加密

图像加密在当前信息安全堪忧的背景下显得尤为重要。传统加密方法是利用整数阶混沌序列或者其它低维离散序列的一个或者多个系数作为密钥对图像信息进行加密,由于加密序列相对简单且密钥空间较小,导致安全性不佳。本文提出基于分数阶Rossler混沌序列的图像加密算法,该算法以分数阶Rossler混沌系统的阶次和系统参数作为密钥,增大了密钥空间,而分数阶混沌系统特有的记忆特性,有效地增加了混沌序列的复杂性,使其在图像加密上更具安全性。     

An adaptive image steganographic scheme based on Noise Visibility Function and an optimal chaotic based encryption method

Steganography is the science of hiding secret message in an appropriate digital multimedia in such a way that the existence of the embedded message should be invisible to anyone apart from the sender or the intended recipient. This paper presents an irreversible scheme for hiding a secret image in the cover image that is able to improve both the visual quality and the security of the stego-image while still providing a large embedding capacity. This is achieved by a hybrid steganography scheme incorporates Noise Visibility Function (NVF) and an optimal chaotic based encryption scheme. In the embedding process, first to reduce the image distortion and to increase the embedding capacity, the payload of each region of the cover image is determined dynamically according to NVF. NVF analyzes the local image properties to identify the complex areas where more secret bits should be embedded. This ensures to maintain a high visual quality of the stego-image as well as a large embedding capacity. Second, the security of the secret image is brought about by an optimal chaotic based encryption scheme to transform the secret image into an encrypted image. Third, the optimal chaotic based encryption scheme is achieved by using a hybrid optimization of Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic Algorithm (GA) which is allowing us to find an optimal secret key. The optimal secret key is able to encrypt the secret image so as the rate of changes after embedding process be decreased which results in increasing the quality of the stego-image. In the extracting process, the secret image can be extracted from the stego-image losslessly without referring to the original cover image. The experimental results confirm that the proposed scheme not only has the ability to achieve a good trade-off between the payload and the stego-image quality, but also can resist against the statistics and image processing attacks.     

整合神经网络置乱图像的动态自反馈混沌系统图像加密

目的 针对当前大多数数字图像加密算法多采用单一的混沌系统,且置乱方法基本只采用像素行列互换、Arnold变换、Baker变换、序列排序构造替换表等几类,提出一种新的整合神经网络置乱图像的动态自反馈混沌系统图像加密算法。方法 该算法通过1维Logistic混沌、chebyshev混沌和自定义m（x）运算构造了一种动态自反馈混沌系统,通过频数检测、序列分布图、平衡度分析、相关性分析、Lyapunov指数验证了系统的随机性,并对其序列进行了均匀化处理,通过序列均匀性证明、序列分布图、序列期望和方差验证了均匀化效果。该算法从混沌序列中随机选取输入值和参数输入神经网络,采用每组神经网络输出值构造置乱矩阵进行初次全局置乱,再从bit位进行二次置乱;采用两组与明文相关的秘钥序列进行像素值替代扩散,使得明文到密文经过中间密文变化,增强了算法的安全性。结果 通过计算机仿真和性能分析表明该加密算法体现了良好的密码学特征,从秘钥空间、秘钥敏感性、统计分析、信息熵、差分分析、相邻像素相关性分析各方面验证了其安全性,数据表明该算法秘钥空间达到了2²¹⁶,信息熵为7.998 3,水平、垂直、对角方向相邻像素相关系数分别为-0.000 381、0.000 607、-0.000 309,NPCR值介于（0.995~80.996 6）之间,UACI值介于（0.333~0.338）之间。结论 该算法可以实现良好的加密效果,在数据对比上优于超混沌系统图像加密、像素位置和bit位双重置乱加密等,可以被广泛应用在灰度图像加密中乃至扩展到彩色图像加密中,能够起到图像信息在网络传输、存储中的隐私保护作用。     

基于混沌加密的一种图像信息隐藏传送方法

提出了一种新的基于混沌加密的图像信息隐藏传送方法,即将混沌序列作为一种类噪声的扩谱序列,把所要传送的敏感信号以自噪声形式的扩谱信号调制隐藏在载体图像中进行安全通信。与LSB和MSB等传统的图像信息隐藏方法相比,该新方法在信息隐藏的容量、不可觉察性、安全性和鲁棒性等性能方面有较大的提高。文章具体介绍了该方法的加密算法原理,并定义了图像信息的完整性和差异不可觉察性来分析定量分析该方法优点,最后,给出了计算机仿真验证的结果。     

基于混沌序列的量子图像加密方案

针对量子图像加密问题,设计一种基于混沌序列的加密方案。首先,采用NEQR模型描述量子图像,然后,采用3种混沌序列和受控旋转门使每个颜色比特随机旋转±π/4弧度,完成加密过程。解密时,首先根据密钥生成混沌序列,然后使每个颜色比特随机旋转π/4弧度即可。该方法加密后的直方图呈均匀分布,且密钥空间大,抗攻击能力强。经典计算机上的仿真结果表明该方法有较好的安全性。     

Meaningful image encryption algorithm based on compressive sensing and integer wavelet transform

A new meaningful image encryption algorithm based on compressive sensing (CS) and integer wavelet transformation (IWT) is proposed in this study. First of all, the initial values of chaotic system are encrypted by RSA algorithm, and then they are open as public keys. To make the chaotic sequence more random, a mathematical model is constructed to improve the random performance. Then, the plain image is compressed and encrypted to obtain the secret image. Secondly, the secret image is inserted with numbers zero to extend its size same to the plain image. After applying IWT to the carrier image and discrete wavelet transformation (DWT) to the inserted image, the secret image is embedded into the carrier image. Finally, a meaningful carrier image embedded with secret plain image can be obtained by inverse IWT. Here, the measurement matrix is built by both chaotic system and Hadamard matrix, which not only retains the characteristics of Hadamard matrix, but also has the property of control and synchronization of chaotic system. Especially, information entropy of the plain image is employed to produce the initial conditions of chaotic system. As a result, the proposed algorithm can resist known-plaintext attack (KPA) and chosen-plaintext attack (CPA). By the help of asymmetric cipher algorithm RSA, no extra transmission is needed in the communication. Experimental simulations show that the normalized correlation (NC) values between the host image and the cipher image are high. That is to say, the proposed encryption algorithm is imperceptible and has good hiding effect.     

基于混沌和细胞自动机的图像加密算法

为了设计加密性能好、容易实现的加密系统,充分利用混沌系统的密码学特性和细胞自动机良好的加密性能,提出了一种基于混沌系统和触发细胞自动机的图像加密算法.算法先利用混沌序列对图像进行加密处理;通过构造反转规则建立触发细胞自动机,并根据触发细胞自动机的迭代规则对图像进行二次加密.加密过程简单高效,且具有较大的密钥空间,可以保证系统的安全性.实验结果表明,该算法具有较好的加解密性能,且较小的邻域半径即可得到良好的加密效果,因此非常便于硬件实现.     

A RGB image encryption algorithm based on DNA encoding and chaos map

In this paper, a RGB image encryption algorithm based on DNA encoding combined with chaotic map is proposed aiming at characteristics of RGB image. The algorithm firstly carries out DNA encoding for R, G, B components of RGB image; then realizes the addition of R, G, B by DNA addition and carries out complement operation by using the DNA sequence matrix controlled by Logistic; three gray images are got after decoding; finally gets the encrypted RGB images by reconstructing R, G, B components which use image pixels disturbed by Logistic chaotic sequence. Simulation result shows that the proposed algorithm has a large secret key space and strong secret key sensitivity. Meanwhile, it can resist exhaustive attack, statistical attack, and thus it is suitable for RGB image encryption.