基于保守混沌系统的图像加密算法

提出一种新的基于保守混沌系统的图像加密算法.利用给定初始值与参数的离散standard映射生成混沌序列,使用混沌序列构造改进的魔方变换对图像进行置乱,并对各像素点的灰度值与混沌序列进行链式循环异或.算法设计简单、易于实现,避免了耗散混沌系统的固有缺陷,改进了魔方变换的置乱方法,克服了仅使用置乱方法加密图像的缺点.仿真试验与结果分析表明,该算法具有较高的安全性.     

基于魔方的混沌图像置乱算法

提出了一种新的基于魔方的混沌图像置乱算法。该算法基于魔方的循环移位的思想,把二维图像数据矩阵中的行或列中的若干个连续的像素值看作是一个二进制串,通过对该串的移位实现图像的置乱。而移位的次数则由混沌映射Logistic所产生的序列控制。实验仿真表明,该加密算法具有良好的加密效果,能有效地抵御各种外部攻击。     

基于魔方的混沌图像置乱算法

提出了一种新的基于魔方的混沌图像置乱算法.该算法基于魔方的循环移位的思想,把二维图像数据矩阵中的行或列中的若干个连续的像素值看作是一个二进制串,通过对该串的移位实现图像的置乱.而移位的次数则由混沌映射Logistic所产生的序列控制.实验仿真表明,该加密算法具有良好的加密效果,能有效地抵御各种外部攻击.     

基于Hyperhenon映射的数字图像DCT域加密技术

结合混沌序列提出了一种新的图像加密算法.首先应用Hyperhenon映射产生混沌序列,对图像在时域上做加密预处理;然后对预处理的结果图像进行DCT变换,应用Logistic映射产生的混沌序列对DCT变换的系数矩阵进行魔方变换置乱,同时给出了图像加密效果的评价指标.实验结果表明,该方法的安全性和加密效果良好.     

魔方变换及其在数字图像加密中的应用

提出了一种新的数字图像置乱方法：魔方变换，结合非线性动力学系统的Logistic映射。设计了基于魔方变换的图像加密／解密算法，首先由密钥生成得到自然数据混沌序列，以此序列为参数对图像矩阵进行魔方变换后得到加密图像，解密算法是加密算法的逆过程，实验结果表明，该算法能够得到令人满意的结果。     

基于位置交换的快速图像置乱

为了提高图像置乱算法的置乱效率,提出了一种基于帐篷映射的快速随机排列算法,并把这种方法应用到图像置乱领域,构建了基于混沌序列的快速图像置乱算法。该快速随机排列以位置交换为核心,通过应用概率的几何意义,把由帐篷映射产生的服从非均匀分布的混沌序列转化为服从均匀分布的随机序列,驱动图像元素位置交换完成随机排列。理论和实验结果表明:快速随机排列在效率上优于基于排序算法的随机排列,构建的快速图像置乱算法与传统基于混沌排序图像置乱算法相比,密钥空间更大,运行效率更高。     

基于复合离散混沌系统的图像加密算法

提出一种基于复合离散混沌系统的图像置乱加密算法,克服普通混沌量化图像置乱算法时间复杂度较高和需要对混沌轨道的概率分布有先验知识等缺陷。该算法利用复合离散混沌系统产生混沌序列,基于排序变换设计一个混沌图像置乱算法。理论分析和仿真实验表明,该算法具有较高的安全保密性能和抗攻击性能。     

基于图像像素值改变和位置置乱的混沌加密

针对图像在信息传播中安全性的问题,提出了基于图像像素值改变和位置置乱的混沌加密方法。该算法利用两个logistic方程,分别产生两个混沌序列。一个混沌序列对图像的像素值进行改变,另一个混沌序列对图像的像素位置置乱。选取两个不同的密钥,相比一维的logistic映射加密方法,实验表明该算法有更好的安全性能、更强的抗攻击能力以及良好的加密效果。     

一种改进的基于排序变换的图像全局置乱算法

利用混沌系统的类随机性、遍历性以及对参数以系统初值极端敏感的特点,提出了一种改进的基于混沌系统的图像全局置乱算法,并给出了算法的详细实现步骤。该算法利用混沌系统产生图像全局置乱矩阵,实现了在图像整体上的置乱,相比基于排序变换的图像置乱算法,具有良好的置乱性能。同时,由于该算法具有较低的时间复杂度,而全局置乱矩阵又显示出排列的强不规则性,因此,该混沌图像全局置乱算法具有较好的安全保密性能。最后,仿真和实验结果验证了本算法的有效性。     

扩散映射置乱与超混沌系统组合图像加密算法

提出一个基于扩散与位平面Arnold映射相结合的彩色图像置乱,以及采用Chen系统产生的混沌序列加密的图像加密算法。先由Logistic系统构造的二维非线性动力系统产生的混沌序列形成扩散矩阵和Arnold映射矩阵,然后在基色上对彩色图像进行扩散,并在不同的位平面对彩色图像进行置乱,最后用Chen系统产生的混沌序列对置乱后的图像进行加密。该算法实现简单,能够抵御多种攻击,且容易用硬件实现。     

基于混沌序列的图像分块加密方法

为了提高图像的加密效果和加密效率,给出一种新的图像置乱加密算法。首先把一幅大的图像分解为适当大小的子块图像,给定适当的初始值和参数,以此作为密码生成混沌序列,再生成该混沌序列的主遍历矩阵,并以此矩阵对块进行置乱;然后再选择另一对初始值和参数生成混沌序列,并以该混沌序列的主遍历矩阵对每图像子块进行置乱加密。该算法的加密效果和加密速度明显优于Arnold、幻方等变换,该算法是一个有效的、实用的图像加密算法。     

基于混沌序列的图像分块加密方法

为了提高图像的加密效果和加密效率,给出一种新的图像置乱加密算法。首先把一幅大的图像分解为适当大小的子块图像,给定适当的初始值和参数,以此作为密码生成混沌序列,再生成该混沌序列的主遍历矩阵,并以此矩阵对块进行置乱;然后再选择另一对初始值和参数生成混沌序列,并以该混沌序列的主遍历矩阵对每图像子块进行置乱加密。该算法的加密效果和加密速度明显优于Arnold、幻方等变换,该算法是一个有效的、实用的图像加密算法。     

A fast chaos-based image encryption scheme with a novel plain image-related swapping block permutation and block diffusion

In the paper, a fast image encryption scheme with block permutation and block diffusion is introduced. Considering the increasing size of the image, encryption process is manipulated by block, and the encryption of every block image consists of block permutation and block diffusion. A novel plain image-related swapping block permutation strategy is presented, the swapping operation of the block image is controlled by the random chaotic sequences, and the initial value and parameter of the chaotic system are produced by SHA 256 hash value of the plain image, thus our algorithm is highly sensitive to changes of the plain image. Diffusion method within the block image (DMWBI) and diffusion method between two block images (DMBTBI) are presented to effectively eliminate the correlation of adjacent pixels in the plain image. The correlated chaos is employed to enhance the relationship of chaos, and take fully use of chaotic maps. One-dimensional Logistic-Sine System (LSS) is used to generate pseudo-random sequences during the whole encryption process. Experiment results and security analysis have proved the proposed image encryption algorithm is secure and effective.     

基于混沌理论的S盒图像置乱加密算法

基于AES中的S盒理论,针对S盒的一一映射的特性对图像分块进行图像像素字节位置的置乱,提出了S盒图像置乱算法,在基于S盒图像置乱的标准算法引入混沌理论,产生混沌随机序列,提出S盒图像置乱加密的改进算法;并通过三种测试方法:抗剪切测试、高斯白噪音测试和分布均匀性测试以及客观评价方法就具体实例分析这种算法的安全性和抗剪切能力;最后将其与标准算法进行比较研究。     

Chaotic encryption with different modes of operation based on Rubik’s cube for efficient wireless communication

A novel image encryption algorithm based on the Rubik’s cube scrambling is proposed in this paper to achieve simultaneous encryption of a group of images. This proposed encryption algorithm begins with chaotic Baker map permutation with a selected mode of operation or RC6 algorithm as a first step for encrypting the images, separately. After that, the obtained encrypted images are further encrypted in a second stage with Rubik’s cube. Chaotic or RC6 encrypted images are used as the faces of the Rubik’s cube. From the concepts of image encryption, the RC6 algorithm adds a degree of diffusion, while chaotic Baker map adds a degree of permutation. The Rubik’s cube algorithm adds more permutation to the encrypted images, simultaneously. The simulation results demonstrate that the proposed encryption algorithm is efficient, and it exhibits strong robustness and security. The encrypted images are further transmitted over a wireless channel with Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system, and decrypted at the receiver side. Evaluation of the quality of the decrypted images at the receiver side reveals good performance.

     

基于Logistic混沌系统与魔方变换的图像加密方案

设计了一种基于Logistic映射与魔方变换的图像加密方案。该方案采用改进的混沌序列二值化方法,并借用魔方变换的思想,将二值序列转换所得的整数序列与图像像素值运算后,对图像的行列分别作循环移位完成对图像的加密。实验结果分析表明,该加密方案具有良好的图像加密效果,对于常见的攻击具有较强的抗干扰能力。     

A new chaos-based fast image encryption algorithm

In recent years, various image encryption algorithms based on the permutation–diffusion architecture have been proposed where, however, permutation and diffusion are considered as two separate stages, both requiring image-scanning to obtain pixel values. If these two stages are combined, the duplicated scanning effort can be reduced and the encryption can be accelerated. In this paper, a fast image encryption algorithm with combined permutation and diffusion is proposed. First, the image is partitioned into blocks of pixels. Then, spatiotemporal chaos is employed to shuffle the blocks and, at the same time, to change the pixel values. Meanwhile, an efficient method for generating pseudorandom numbers from spatiotemporal chaos is suggested, which further increases the encryption speed. Theoretical analyses and computer simulations both confirm that the new algorithm has high security and is very fast for practical image encryption.     

像素位置与像素值双重置换的混沌加密算法

提出了一种数字图像像素位置与像素值双重置换的混沌加密算法,对常用的基于混沌的数字图像加密技术进行了改进,利用Logistic混沌映射对数字图像像素位置进行置换加密,然后再次利用Logistic混沌映射对数字图像像素值进行置乱,从而达到对像素位置和像素值双重加密的效果。仿真实验表明：其加密效果优于利用Logistic混沌序列对数字图像像素点置乱的加密技术。     

基于三维混沌系统的图像加密算法

为了改进图像加密算法的安全性和效率,提出了一种基于三维混沌系统和位运算的数字图像加密算法,利用三维混沌序列的坐标分量分别产生置换序列和二值序列,在对待加密图像进行预处理的基础上,先应用混沌置换序列对预处理的结果图像进行基于灰度值位序列的置换操作,然后再应用产生的二值序列对结果图像的灰度值位序列进行位异或加密运算。实验结果表明,该算法具有良好的安全性和加密效果。     

复合级联混沌的彩色图像加密算法

分析了目前基于混沌系统的彩色图像加密算法,其中发现在混沌彩色图像加密过程中安全性方面的不完善,并在此基础上提出了一种新型的基于级联混沌的多重像素置乱彩色图像加密算法。该算法采用了Kent-Logistic的级联混沌与Henon离散混沌的复合系统,同时结合Arnold映射和像素排列切割的多重像素置乱方法,使得图像像素值和像素位置全盘置乱扩散,从而达到明文图像信息完全隐藏的密文效果。仿真实验表明,该算法不仅能有效抵抗选择明文（密文）攻击、统计特性分析、差分攻击,而且还具有加密效果好、密钥空间大等优点。