基于交替量子随机行走的高维量子图像加密模型

图像加密是保证数字图像在互联网上进行安全传输的关键环节。文中提出了一种基于交替量子随机行走（AQW）与异或操作的彩色量子图像加密算法。首先，对原始彩色图像进行彩色量子图像表示法（NCQI）表示，构建量子线路，利用受控AQW生成的二进制概率矩阵构建量子异或矩阵，完成对原始量子图像的加密操作，解密过程是加密过程的逆过程。AQW的初始条件是保证量子图像加密算法安全性的关键。通过对提出的加密模型进行经典计算机上的仿真实验，验证了该量子图像加密模型的安全性。     

用混沌序列对数字图像进行魔方加密

介绍了非线性动力学系统的Logistic映射形成混沌序列的方法，提出了一种新的置乱方法：魔方变换。设计了基于魔方变换的图像加密／解密算法，首先由Logistic映射生成得到自然数混沌序列，以此序列为参数对图像矩阵进行魔方置乱后得到加密图像，逆过程即是解密算法。实验结果证明了算法的有效性。     

一种基于混沌序列的彩色图像加密算法

针对现有彩色图像加密方法的不足,提出了一种基于混沌序列排序的加密算法。该算法首先对彩色图像进行位置上的置乱,设置图像矩阵与混沌序列的一一对应关系,然后通过对混沌序列排序引导图像矩阵行列分别排序。在此基础上,为了提高保密性,又对置乱之后的彩色图像进行像素值的置换操作,该操作通过混沌序列排序来引导彩色图像每个像素点的三基色像素值发生互换,从而实现对颜色的加密。实验结果表明:该算法具有密钥空间大、安全性高和保密性好的特点。     

遗传模拟退火算法和混沌系统的图像加密方法

由于部分图像加密方法采用传统的置乱算法及低维混沌系统,从而会出现密钥空间较小、复杂度低等问题,导致算法易被选择明文攻击。因此,提出了一种结合遗传模拟退火算法与高维混沌系统的新型彩色图像加密算法,以获得更强的安全性能。首先使用遗传算法的选择、交叉操作来对明文图像进行处理; 然后利用模拟退火算法生成的最优序列对图像进行置乱。通过这三个操作可以使置乱图像的直方图达到均衡,从而可以抵抗统计攻击。为了增强图像各层的关联性,利用彩色图像交互的方法对置乱图像进行交互式变异操作。与传统的“置乱-扩散”加密框架相比,该方法不仅可以增加加密系统的复杂度,而且可以增强加密算法对明文图像的敏感性。实验结果和性能分析表明,所设计的加密方法具有大密钥空间、高安全性和对明文图像的高敏感性,可以抵抗常见的密码分析学攻击。     

基于一维混沌映射和比特块置乱的图像加密

提出了一种基于一维混沌映射和比特块置乱的彩色图像加密算法。利用Logistic映射生成的伪随机序列对彩色图像进行置乱,将置乱的图像分解成24个位平面。对每个位平面进行8×8的比特块划分并对其进行第二次置乱,对第二次置乱图像的进行扩散操作,得到加密图像。实验结果表明,与像素块置乱的多图像加密算法相比,本文算法具有较大的密钥空间和较好的鲁棒性能、安全性和加密效果良好。     

一种新的图像加密算法研究

利用混沌序列的特性,提出一种新的混沌彩色图像加密算法.首先对Logistic和Cubic-Henon复合混沌映射进行处理,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,然后进行实验仿真和性能分析,结果表明该算法加密性能良好。     

标准映射和Lorenz混沌系统彩色图像加密算法

基于标准映射和Lorenz混沌映射,针对RGB彩色图像,提出一种混沌加密算法。利用标准映射产生的非线性混沌序列,对图像像素位置进行置乱;利用Lorenz混沌系统的三维优势,结合彩色图像的R、G、B分量,对像素进行扩散。通过置乱和扩散两个步骤的混沌映射完成图像的加密,克服了单一加密安全性不高的缺点。相关实验和分析表明,该算法有良好的安全性和加密性能。     

一种基于二维Logistic映射的二值图像加密方案

图像置乱变换是信息隐藏中图像加密的常用方法.但传统的图像置乱具有一定的规律性,再加上置乱具有周期性,很容易被攻击者击破.根据幻方变换和Arnold置乱,提出一种基于二维Logistic混沌映射的二值图像加密方案.通过对原图进行分块幻方变换,用二维Logistic混沌映射生成的二值序列与其进行异或操作,并进行Arnold置乱.实验结果表明该方案的加密速度快、效果好,密钥空间大,解密图像与原图像一致性良好,且具有很强的抗干扰能力.     

一种基于排序变换的图像加密算法

根据排列与图像置乱之间的关系,利用混沌映射,提出一种新的生成排列的方法,并由此得到图像置乱所需的行置乱矩阵和列置乱矩阵,实现对图像的循环迭代加密。通过一系列图像置乱效果评价指标的测试,表明该算法操作简单,具有较高的执行效率,且有良好的置乱效果以及良好的安全性。     

一种基于随机数的数字图像加密算法

针对传统图像加密算法仅适用于正方形图像且加密密钥量小的缺点,文中提出了用随机数作为密钥对数字图像进行加密的算法,并设计出两种加密方案．算法用随机产生的密钥对图像的像素点进行加密操作,借助密钥的完全随机性,增加了图像加密的密钥空间,并且可以对任何形状的图像进行加密．仿真实验结果表明,该算法具有足够的密钥空间保证其具有良好的安全性,且一次加密置乱度达到了0．0821,保证了它的有效性．     

基于Arnold变换与CNN系统的彩色图像加密算法

为了提高图像信息的安全性,提出基于Arnold变换策略和细胞神经网络的彩色图像加密算法。首先对高度和宽度不同的图像进行处理;再对处理后图像的3个颜色分量分别进行Arnold置乱,置乱的迭代次数由明文图像、加密密钥和变换周期所决定;最后对置乱后的图像进行加密处理。解密时需根据变换周期决定Arnold反置乱的方法。从加密效果、密钥敏感性、密钥空间等方面,对该加密算法进行仿真研究,通过实验验证了该算法较强的安生性和鲁棒性。     

四维Chen系统耦合改进的S盒的图像加密算法

为了克服传统AES加密算法生成的固定S盒所带来的不足,提出了一种四维Chen系统耦合改进的S盒图像加密算法.改进的S盒生成结合了超混沌序列,使其具有优良的正交性及复杂性等特征.首先,由超混沌序列排列组合成S盒,分别替换彩色图像的三基色灰度值.然后,利用不同初始值形成的混沌序列分别对替换后的三基色灰度值进行置乱操作.最后,将置乱后的灰度值进行二进制按位异或运算,完成图像的加密.仿真实验验证了此算法的优越性.     

一种基于置乱的双彩色图像鲁棒水印算法

结合视觉特性和小波变换,提出了一种基于Fibonacci置乱变换的双彩色图像水印算法.该算法首先对彩色宿主图像进行三基色分离和小波变换,然后将Fibonacci置乱变换后的彩色水印图像数据嵌入到宿主图像对应基色的低频小波系数中,较好地实现了彩色水印的嵌入及提取.实验结果表明,该算法在保证透明性的同时对多种常规攻击具有较强的鲁棒性.     

基于小波变换的数字图像双重随机置乱加密

提出了一个用于图像加密的基于小波变换的双重随机置乱算法。算法首先对图像进行小波分解：再对分解结果进行第一次随机置乱。这一置乱有两种方案：第一种是直接对每一分量图像分别进行置乱,第二种是对由所有分量图像拼接而成的图像进行置乱,置乱后再分割成与原分量位置与大小一致的分量图像;然后对这些分量图像进行小波重构,并对重构结果再次进行随机置乱,得双重随机置乱加密图像。实验中,以统计直方图和视觉效果对两种方法作了比较。比较结果表明两种方法的视觉置乱效果都不错,但由第一种方法置乱所得图像的直方图与原图很相似,说明该方法是以位置置乱为主,而由第二种方法置乱所得图像的直方图则与原图差别很大,说明该方法不仅有位置置乱,而且灰度级置乱更明显。可见,第二种置乱方法更有效。     

量子图像乘法运算及其仿真实现

为了解决图像处理领域中经典图像乘法运算复杂度较高的问题，提出了一种量子图像乘法运算的实现方式.首先对基于NEQR表示模型的图像制备方式进行改进，采用按行制备的方式以降低时间复杂度；然后根据二进制数的乘法步骤，使用Toffoli门和量子全加器结合移位操作设计量子乘法器；之后将制备好的量子图像使用量子乘法器进行相乘，最终实现量子图像的乘法运算.使用经典计算机与IBM平台提供的可编程量子模拟器进行量子图像乘法运算的仿真，所得的概率直方图表明该算法实现了图像的相乘.对比实验表明，该文研究的量子图像乘法运算与经典图像乘法运算相比在时间复杂度上有指数级提升.     

基于压缩感知和位平面多重置乱的图像加密算法

提出了一种基于压缩感知和位平面多重置乱的图像加密算法.算法采用二维混沌系统和非线性函数生成测量矩阵,利用该测量矩阵对原始图像的离散余弦变换压缩采样,得到该变换图像的测量值矩阵,将其组合成压缩加密图像.再对压缩加密图像位平面分解,得到压缩加密图像的位平面图.对该位平面图切割重组、置乱和扩散,将压缩加密图像的像素位置置乱,...     

基于混沌序列与DNA突变原理的彩色图像加密方案

为了确保图像信息的安全传输,基于三维分数阶简化统一混沌系统与DNA突变原理提出了一种彩色图像加密方案.通过相图、分岔图、李雅普诺夫指数谱和复杂性对三维分数阶简化统一系统的动力学特性进行了研究.同时通过三维分数阶简化统一混沌系统生成的伪随机序列对彩色图像置乱,并使用DNA突变原理算法对像素值进行扩散.利用密钥空间、相关性...     

灵活的固定相位量子搜索算法

为解决Grover算法的普适性不够理想的问题，提出一种灵活的量子搜索算法.首先，通过设计包含任意数目基态的量子均衡叠加态，实现任意大小无序数据库的构建；其次，通过求解算法的迭代方程，导出旋转相位与成功概率及搜索步数之间的定量关系，其中旋转相位可取(0,π]内的任意值；再次，通过迭代步数与成功概率的统计分析，确定当标记态数未知时旋转相位的最佳取值，并设计搜索方案；最后，考察不同旋转相位及不同标记态数下，成功概率及迭代步数的数值结果.理论分析表明该算法可以实现经典算法的二次加速.     

一种基于六态量子密钥的图像加密算法

鉴于现有图像加密技术的局限性以及量子密钥分配方案的高度安全性,提出一种基于六态量子密钥的图像加密算法。在四态方案(BB84协议)两组共轭基的基础上,引入1对旋转测量基构成六态方案基矢空间;由六态方案产生随机的二进制密钥串,将密钥串与图像数据进行异或运算,对图像数据置换,实现图像的加密。实验结果与安全性分析表明:新算法密钥空间增大,可抵御穷举攻击;明密文相关度低,可有效抵御选择明文攻击;算法对密钥初始值敏感性强,安全性提高。     

基于内分泌激素调节机制的量子进化算法

针对传统量子进化算法用于搜索某些适应度函数时稳定性和精确性差的问题,在计算量子旋转角时引入内分泌激素调节规律,使得量子旋转角根据种群进化代数及个体适应度值自适应调整,提出了一种基于内分泌激素调节机制的量子进化算法.并用于Schaffer函数寻优和三维人脑图像分割.仿真实验结果表明,该算法不仅保留了传统量子进化算法收敛速...