基于交叉耦合映像格子的图像加密方案的设计

交叉耦合映像格子是一种用于描述时空系统混沌状态的模型,基于交叉耦合映像格子的混沌特性提出了一种新颖的图像加密方案,用Chebyshev映射提供交叉耦合映像格子的初值,并用所产生的时空混沌序列值对原图像进行迭代和置乱处理,经发送方发送,通信双方同步后,接收方通过解密方案得到相应的解密图像,实现了图像的保密通信.方案的密钥空间较大,因此具有较高的安全保密特性,同时对初值的高度敏感性提高了加密方案的抗攻击能力.仿真结果验证了方案的可行性,并且体现了应用在图像加密中的交叉耦合映像格子算法的有效性和优越性.     

基于时空混沌的伪随机序列发生器设计与分析

提出了一种基于耦合帐篷映像格子模型的改进型时空混沌模型,基于此模型设计了一种快速产生多维混沌伪随机序列的伪随机序列发生器。改进的耦合帐篷映像格子模型继承了耦合帐篷映像格子系统在空间上的并行迭代特征和时间上的耦合扩散机理,格点间采用猫映射作为耦合方式,使不同序列之间的互信息趋近于零。基于此模型设计的伪随机序列发生器能快速并行产生多维混沌伪随机序列,多维序列具有均匀分布及相互独立两个特征,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷。     

基于CNN和CML的时空混沌序列图像加密算法

基于细胞神经网络(CNN)和耦合映像格子模型(CML),提出了一种密钥长度为128 bit的对称图像加密算法.该算法用具有复杂动力学行为的CNN网络和分段线性混沌映射去驱动CML模型,以快速产生时空混沌序列,并与原始图像异或完成加密过程.算法分析表明具有密钥空间大、对密钥敏感、容易快速实现等特点,并能抵抗穷举攻击、已知明文攻击和唯密文攻击等.数值仿真结果验证了该算法的正确性和有效性.     

一种基于耦合映像格子的彩色图像加密算法

为了改进彩色图像加密算法的安全性等性能,设计了一种基于耦合映像格子的彩色图像加密算法。首先通过一维鲁棒混沌映射对彩色图像的三个基色矩阵基于比特运算完成预处理的置乱操作并分块,对子矩阵进行轮加密,通过耦合映像格子生成S盒,每一轮加密过程先根据辅助密钥选择S盒进行非线性替换,替换后矩阵再两两组合进行双向加密,实现在分量内扩散加密的同时降低相同像素对应三基色分量的相关性。算法将Logistic映射结合明文信息得到混沌系统的初值,有效提高了加密算法对系统初值和明文的敏感性,理论分析及实验表明该算法具有更好的安全性和加密效果。     

基于三维混沌猫映射的数字图像加密算法

提出了一种新的基于3维混沌猫映射的图像加密方法。该方法采用改进的3维混沌猫映射来提高加密的置乱程度,并把耦合映像格子模型（Coupled map lattice,CML）映射引入加密的扩散过程,明显提高了加密系统的初始敏感性和安全性。仿真结果表明,该方法具有足够大的密钥空间和足够高的安全性,不仅能抵抗差分攻击、选择明文攻击、统计攻击等,而且取得了复杂度和速度的良好折中。     

改进型耦合帐篷映像格子模型及其性能分析

根据密码学的安全性要求,提出了一种改进的耦合帐篷映像格子系统模型.该模型继承了耦合映像格子的耦合扩散机理及并行迭代特征,通过局部格点帐篷映射的拉伸与折叠及取模运算的双重非线性作用,使得系统状态走向各态遍历,可以并行快速生成多维具有均匀分布特性的伪随机序列.实验结果表明,该模型生成的时间序列与各元素出现概率相等的真随机序列有着相同的差值分布特性,从其生成序列来提取产生它的系统结构及参数信息在计算上是不可行的.另外,该模型有效地抑制了数字化混沌系统中容易产生的短周期现象,是一个具有较为稳定的大的正Lyapunov指数的全域性零相关系统,极具密码学应用价值.     

采用交叉耦合混沌系统的加密数字图像

提出了一种基于交叉耦合的“新虫口模型”的图像加密算法。利用这种交叉耦合混沌系统同时生成两组混沌序列,并用其中一组来置乱图像,另外一组改变像素灰度值进行加密。这种使用单一耦合混沌系统同时置乱和加密的算法,有别于目前用一个混沌系统置乱、用另一个混沌系统加密图像的主流算法,提出了一种改进的混沌加密图像思路。仿真结果和安全分析表明该算法扩大了密钥空间,具有较高的安全性能和较低的时间复杂度。     

基于OCML和TDERCS混沌系统的图像加密新方案*

研究了一个基于时空混沌系统和切延迟椭圆反射腔(TD-ERCS)离散混沌系统的图像加密方案.在该方案中,一类在时间和空间上均具有混沌行为的单向耦合映像格子(0CML)被分别用于图像的置乱和灰度值扩散,同时使用统计性良好的TD-ERCS混沌系统生成两个独立的伪随机序列赋给0CML系统的初值和耦合系数.该方案设计简单,能够实现任意大小图像的加密.数值实验和性能分析证明其具有很高的安全性.     

基于量子混沌映射的高效安全的图像加密算法

提出了一种基于带密钥的广义Arnold变换和量子混沌映射的图像加密算法。首先,利用二维Logistic映射产生初始条件和参数;其次,利用带密钥的广义Arnold变换对彩色图像的像素值进行置换;最后将初始条件和参数代入到量子混沌系统中,由该系统产生的一系列伪随机数与图像的像素值进行异或,改变各个位置的像素值,进而达到加密的效果。为了提高加密系统的复杂性和随机性,二维Logistic映射和二维量子混沌映射都结合加权耦合映像格子以运用到加密系统中。     

一种新颖的基于混沌映像格子的图像保密通信方案

基于混沌映像格子(CML)提出了一种新颖的图像保密通信方案.发送方利用CML快速产生二值时空混沌序列,并将其与原始图像进行异或加密处理,经通信双方同步后,接收方即可解密出原始图像.由于混沌序列对CMI.中的耦合系数、驱动序列初值等比较敏感,增加了序列抗攻击能力.数值实验结果表明本方案是可行的,并对系统密钥空间、密钥敏感性等密码学特性进行了分析.     

一种基于时空混沌的数字图像加密系统设计与分析

基于时空混沌设计了一种图像加密系统。将128比特长度的加密密钥划分成2个等长的子密钥,分别驱动2个不同的混沌系统以产生时空混沌序列矩阵,再与原始图像异或实现图像的加密处理。对系统的分析结果表明,该系统不但具有容易快速实现、密钥空间大等特点,而且利用混沌系统对初值参数的敏感依赖性,很好地实现了对密钥的敏感特性。本系统可广泛应用于Internet上的数字图像加密传输。     

结合时空混沌映射的虚拟光学加密系统

目前虚拟光学加密中的随机模板密钥是二维矩阵,占据的内存大。根据时空混沌系统对混沌驱动初值及控制参数高度敏感,并能产生大量非相关的伪随机序列的特性,将该系统与虚拟光学加密系统相结合,利用混沌系统产生拟平均分布的时空混沌序列,以干扰待加密信息,实现安全加密。随机模板密钥由时空混沌的三个参数代替,减少了内存占用。经Matlab仿真实验证明,该方案密钥灵敏度高,在一定的密钥长度下可以抵抗暴力破解。     

Compressive sensing based image compression-encryption using Novel 1D-Chaotic map

Compressive sensing based encryption achieves simultaneous compression-encryption by utilizing a low complex sampling process, which is computationally secure. In this paper, a new novel 1D–chaotic map is proposed that is used to construct an incoherence rotated chaotic measurement matrix. The chaotic property of the proposed map is experimentally analysed. The linear measurements obtained are confused and diffused using the chaotic sequence generated using the proposed map. The chaos based measurement matrix construction results in reduced data storage and bandwidth requirements. As it needs to store only the parameters required to generate the chaotic sequence. Also, the sensitivity of the chaos to the parameters makes the data transmission secure. The secret key used in the encryption process is dependent on both the input data and the parameter used to generate the chaotic map. Hence the proposed scheme can resist chosen plaintext attack. The key space of the proposed scheme is large enough to thwart statistical attacks. Experimental results and the security analysis verifies the security and effectiveness of the proposed compression-encryption scheme.     

一种新的基于时空混沌的伪随机数发生器

时空混沌系统有很好的密码学特性,常被用来设计伪随机数发生器。然而,时空混沌系统的概率密度分布不均匀,不利于保证伪随机数发生器的安全。针对此问题,提出一种新的基于时空混沌系统的伪随机发生器算法。该算法从提升时空混沌局部映射的密码学性能入手,将分段Logistic映射作为局部映射,并通过改变时空混沌系统的耦合参数来解决概率密度分布不均的问题。理论分析与仿真实验的结果表明,该算法产生的序列具有良好的初值敏感性和随机性,同时具有良好的执行效率,能够满足信息加密安全的需要。     

Color image encryption scheme based on the combination of the fisher-yates scrambling algorithm and chaos theory

In order to obtain a more secure and effective image encryption scheme, a color image encryption scheme based on Fisher-Yates scrambling algorithm and chaos theory is proposed. First, the (secure hash algorithm) SHA-384 is used to generate the key by combining the plaintext image and the encrypted time point. Then, three groups of chaotic sequences are obtained by iterating the three-dimensional Chen chaotic system, and three groups of pseudo-random sequences are obtained by processing with the key. The first group of pseudo-random sequences combined with the Fisher’s algorithm for image pixel position scrambling. A new pixel value substitution method is proposed using the second group of sequences to control each pixel value substitution of the image. The last group generated the matrix after pixel substitution was used for diffusion transformation to obtain the final encrypted image. The test results show that the scheme has broad application prospects.

     

一种基于共轭混沌映射的图像加密算法

本文应用离散混沌动力映射和Tent映射的图像加密算法。利用共系统，针对图像数据的存储特点，设计了一种基于共轭混沌映射Logistic轭映射产生密钥流改变原图像的灰度值；运用一类标准混沌映射，构造了一种具有强非线性藕合结构的置换方式，从而改变像素点的位置。同时，对提出的算法进行仿真实验和安全性分析，结果表明该算法具有安全性高和加密速度快等特点。     

A new image encryption scheme based on cyclic elliptic curve and chaotic system

Recently, several cryptosystems based on chaos have been proposed. Nevertheless, most of them hinder the system performance, security, and suffer from the small key space problem. This paper introduces an efficient symmetric encryption scheme for secure digital images based on a cyclic elliptic curve and chaotic system that can overcome these disadvantages. The cipher encrypts 256-bit of plainimage to 256-bit of cipherimage within eight 32-bit registers. The scheme generates pseudorandom bit sequences for round keys based on a piecewise nonlinear chaotic map. Then, the generated sequences are mixed with the key sequences derived from the cyclic elliptic curve points. Results of statistical and differential analysis demonstrate that the proposed algorithm has adequate security for the confidentiality of digital images. Furthermore, it has key sensitivity together with a large key space and the encryption is fast compared to other competitive algorithms.     

基于斜帐篷混沌映射和Arnold变换的图像加密方案

针对单纯使用Arnold变换（猫映射）进行图像加密密钥空间小的问题,基于斜帐篷混沌映射和Arnold变换提出一种新的图像加密算法。算法首先根据明文生成密钥,然后利用斜帐篷混沌映射和Arnold变换对图像进行加密。该算法引入混沌映射大大增加了密钥空间,使密文随机性和抗攻击性更强,确保了加密后的密文更安全。实验表明,该算法可以对图像进行有效加密,可以有效防止针对加密图像的各类攻击。