基于正弦反馈Logistic混沌映射的图像加密算法及其FPGA实现

基于混沌的数字图像加密算法因具有较大的密钥空间和较高的密钥敏感特性等而被广泛地应用。该文在经典Logistic映射中引入正弦反馈,构成新的映射关系,并分析该映射的混沌行为。利用混沌映射导出离散混沌加密序列,并对加密序列进行放大取整,增强其伪随机性;利用NIST随机性测试方法测试了加密序列的伪随机性;将伪随机序列与原始图像进行异或运算,实现图像加密。数值仿真结果表明所提加密算法具有较好的加密效果,其密钥也具有较好的敏感性和伪随机性,最后基于FPGA平台的硬件加密实现了本算法。     

基于混沌映射的数字图像置乱方法

文章提出了一种应用混沌映射在空间域对数字图像进行置乱的方法,在加密中利用分段线性映射由密钥生成混沌序列,然后以该序列为参数用面包师映射对图像矩阵置乱,其解密算法是加密算法的逆过程,实验显示该算法对图像加密具有良好的效果。     

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.     

基于加密混沌矩阵组的图像加密算法

针对Logistic映射的短周期问题以及单纯混沌加密复杂性不高的缺点,提出一种基于加密混沌矩阵组的图像加密算法。该算法利用Hybrid映射产生周期扩大M倍的二值混沌序列,根据密钥生成加密混沌矩阵组,对图像位平面做置换加密,为进一步算法提高抵抗统计分析攻击的能力,对置换加密后的图像再进行基于队列变换的图像置乱。实验表明,该算法克服了Logistic混沌映射的短周期问题和单纯混沌加密复杂度不高的问题,能够抵御多种攻击,具有良好的安全性。     

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。     

基于混沌的快速格雷码分段置乱视频加密算法

提出了一种基于混沌动力系统的按格雷码表顺序分块对视频图像进行数据置乱的完全加密方法。首先采用Chebyshev映射和Logistic映射相互迭代的方法产生混沌二值密钥,有效的克服了一维混沌动力系统中的平凡密钥和拟平凡密钥现象,并用此密钥对主要视频图像信息进行一次一密完全加密,然后利用格雷码序列的良好的空间遍历性和易生成性来对主要数据进行置乱,另外加密时保留了原数据的主体格式和大小。实验结果表明,算法安全性高,可有效抵抗已知明文攻击,速度快,加密后可播放,且可移植性良好。     

基于Logistic映射的压缩图像加密算法

大多数的图像加密算法是针对整幅图像的,加密、解密和传输效率较低.利用局部图像的特点,采用自适应的分块方法以及多种块分类技术相结合对图像进行块分解,借助Logis-tic映射产生的混沌序列分别对分解后的图像序列块进行不同密钥的加密.经实验验证,该方法不仅增加了输出密钥序列的周期性和安全性,而且提高了加密、解密速度及传输效率,加密、解密效果良好.     

基于混沌映射的数码防伪技术研究

提出了一种基于混沌映射的数码防伪的加密算法.在加密的过程中,选用结构相对简单且生成序列相对复杂的正弦混沌映射和Chebyshev映射.对两个混沌映射进行敏感性和随机性测试,得出两个混沌映射具有良好的密码学特性,并验证得出该加密系统具有良好的加密性能.应用该混沌系统进行加密,提高了算法的复杂度,增大了密钥空间,提高了破译难度,使商品在市场流通的过程中具有更强的防伪性能.     

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。     

一种基于TLM超混沌细胞神经网络图像加密新算法

混沌对初值敏感的特性使得它适合于数据加密。以4 阶CNN 模型为基础,提出了一种新的超混沌细胞神经网络图像加密算法。算法分为置乱和扩散二个阶段,复合混沌映射用于生成置乱阶段控制参数,用以置乱图像行列之间的高度互相关像素。在扩散阶段,使用不同初始状态和参数的复合混沌映射生成高阶混沌细胞神经网络的初始条件,以生成扩散阶段的密钥流。算法的已知明文和选择明文攻击、密钥空间和直方图的仿真实验均取得了良好的结果。与其他相关算法相比,该算法具有密钥敏感性和抗攻击性强的优点,适用于图像加密。     

Partially blind source separation of continuous chaotic signals from linear mixture

The authors consider the problem of partially blind source separation of continuous chaotic signals from a linear mixture, in which the generating systems of chaotic signals are assumed to be available and the mixture matrix is unknown. Determination of the mixture matrix is firstly formulated as a problem of the synchronisationbased parameter estimation. Then an efficient parameter estimation method by exploiting the generating dynamics of chaotic signals is introduced. The estimated mixture matrix is used to design a signal separator to blindly separate the mixed chaotic signals. Three examples are given to illustrate the applicability of the proposed approach for the mixed chaotic signals generated by different and/or same dynamical systems and contaminated in measurement noise. In comparison with statistics-based methods, the new approach can solve the magnitude scaling indeterminacy and shows the separability of the mixed signals in strong noise background.     

Research on image encryption based on Erbium-doped fiber laser system with optical delay feedback

A novel image encryption algorithm that based on Erbium-doped fiber laser with an optical delay feedback (ODF-EDFL) system is proposed in this paper. First, by the dynamic analysis of this system, two different chaotic sequences are generated. Meanwhile, the statistic characteristic is verified on this chaotic sequence. On this basis, the image encryption algorithm is designed by using this chaotic sequence: the gray value of the original image is substituted with the chaotic sequence at beginning; then the space array of the image's pixel is mixed up by using both two chaotic sequences. The experimental results show that the proposed method can encrypt digital images quickly and effectively.     

基于Liu混沌系统同步的图像保密通信研究

分析了Liu混沌系统的特性,讨论了一种观测器同步设计方法.首先对响应系统状态进行重构,然后通过极点配置方法,实现两个混沌系统的状态渐进同步,并通过数值仿真对理论分析加以验证.提出利用Liu混沌系统同步进行图像保密通信的方法,在发送端利用Liu混沌信号掩盖坐标变换后的数字图像信号,在接收端能准确地恢复原始图像信号.仿真结果表明了提出的图像保密通信方法具有很好的保密性.     

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。     

Complex chaotic discrete signals in telecommunications, radar, and navigation systems

Discrete chaotic signals with a high information capacity are developed and studied on the basis of nonlinear chaotic dynamic systems. The structural and fractal complexity of pseudorandom integer and binary sequences is analyzed. A model digital spread-spectrum radio channel is used to show experimentally that the chaotic algorithms developed can be applied efficiently in various radio facilities, such as telecommunications, radar, and navigation systems. A technique is developed for forming a reproducible irregular fractal structure involved in frequency-independent fractal antennas with a given fractal dimension. An integer chaotic algorithm with retardation is employed to generate a pseudorandom sequence.     

基于Lorenz系统切换混沌同步的保密通讯

该文提出利用Lorenz系统切换混沌同步实施保密通讯的方法。构建了有一定关联的两个Lorenz混沌系统,并通过选择器在系统间随机切换;用同一种控制方法既能实现不同Lorenz系统的混沌同步,又能实现相同Lorenz系统的混沌同步;发送系统可以在Lorenz混沌系统间随机转换,传输信道中混沌调制信号也随之不断变化;接收系统将混沌调制信号解调后,即可获取有用信号。由于发送系统的可选择性,导致保密信号的多样性和随机性,因此该保密通讯方法具有更好的保密性能。     

一种通过异结构同步实现混沌保密通信新方法

该文提出通过异结构混沌同步和参数调制实现保密通信的新方法。在发送端将信息信号调制到混沌系统的某个参数中,根据Lyapunov稳定性定理,构造合适的控制器,实现了异结构混沌系统的完全同步;在接受端采用非线型滤波器,使信息信号得以有效地恢复,实现信号安全保密传输。仿真结果表明,系统快速达到同步,经参数调制的信号能有效恢复,成功地实现保密通信,具有较强的保密性和实用性。     

基于混沌振子的电话网信号检测

首先介绍了混沌检测原理和基于相关的双频信号检测方法,然后给出了检测信号模型,介绍了结合自相关和滤波预处理利用混沌振子对双频信号进行检测的新方法,分析了其检测原理。最后进行计算机仿真实验,仿真实验说明了该方法对微弱信号非常敏感,检测性能优于单纯混沌系统检测性能,同时进一步验证了所提方法具有强抗干扰等性能,有一定的实用价值。     

A family of new complex number chaotic maps based image encryption algorithm

A family of new complex number chaotic maps based image encryption algorithm is proposed in the paper. A family of maps is constructed and proved to be chaotic in the complex number field, and its characteristics are analyzed. Two maps are selected from the chaotic maps family and are utilized to construct pseudorandom keystream sequence. In the proposed encryption algorithm, the pseudorandom keystream sequences are used to scramble and diffuse the plain image data and two entropy coding methods are used to reduce the correlation among the signals. Both theoretical analysis and experimental tests show that the proposed algorithm is secure and efficient.     

宽带混沌信号在汽车防撞雷达中的应用

随着汽车用量的增长，汽车防撞雷达对提高交通安全性有着极其晕要的现实意义，而传统的线性调频连续波雷达体制中存在着严重的多用户同频电磁干扰问题。由于宽带混沌信号具有良好的相关特性，文中提出了数字处理方式的宽带混沌调频连续波雷达，采用混沌调频信号来代替传统的线性调频信号的方案，结果显示它很好地解决丁加性高斯白噪声干扰和多用户间的交叉干扰问题；系统利用了离散混沌序列驱动连续混沌系统产生宽带混沌信号的方法，其电路结构简单，所得频谱平坦宽阔，在汽车防撞雷达和其他雷达、通信系统中具有很好的应用前景。