融合神经网络变换和通道置乱的彩色图像加密

针对传统彩色图像加密过程中密钥空间小、彩色通道加密不彻底导致的密文图像抗差分攻击能力弱等问题,提出一种融合神经网络随机变换和通道置乱的彩色图像加密算法。将彩色图像R、G、B色彩通道进行分离,利用变换技术分别对3个色彩通道进行像素级置乱;利用并行混沌系统生成两组伪随机序列,引入人工神经网络对其进一步变换生成新序列。使用随机序列分别对彩色图像的通道内和通道间进行像素级扩散和置乱。实验结果表明,神经网络随机性可显著扩大密钥空间,提出算法在密文图像安全性和抗攻击能力上具有显著优势。     

提取明文信息耦合多混沌像素混乱的彩图 RGB 分量同步无损加密算法

针对当前的彩色图像加密方案都是将 R、G、B 三基色的像素分离来单独进行加密,且生成的混沌序列不依赖于明文信息,导致密文随机性和抗攻击性较差等不足,提出了提取明文信息耦合多混沌像素混乱的彩图RGB 同步加密算法。首先,将图像 RGB 三基色的像素进行分离、二值化与矢量化处理,得到 RGB 三个矢量;重组这些矢量,得到 R、G、B 各像素均彼此依赖的置乱矩阵;然后,通过提取明文图像信息来控制四个超混沌系统的迭代,得到与明文相关的随机序列,对置乱矩阵完成列、行扩散。仿真结果表明,与其他彩图加密机制相比,加密系统的安全性更高,且密钥空间更大,密钥敏感性强。     

一种基于时空混沌系统的彩色图像自适应位级加密算法

基于时空混沌系统,提出了一种新的自适应的在位级进行操作的彩色图像加密策略。首先将原始明文图像转化为R、G、B 3个分量,接着采用自适应方法进行加密,即先用B加密R得到R′,用R′加密G得到G′,用G′加密B得到B′,用B′加密R′得到R″,如此循环一轮即得到加密后的密文图像。加密操作包括置乱和扩散,使用时空混沌系统CML对原始图像在位级进行置乱,然后采用Logistic系统对置乱后的二值图像进行扩散。混沌系统的初始值受明文信息的影响,使得算法对明文敏感。对密钥空间、图像直方图、密钥敏感性、相关性、信息熵、明文敏感性、密码攻击进行的测试和分析,证明了算法的安全性和高效性,其在图像保密通信领域具有巨大的应用潜力。     

混沌映射和流密码结合的图像加密算法仿真

为了有效改进彩色图像加密的效果和安全性,在对采用混沌映射的图像加密算法研究的基础上,提出一种结合混沌映射和流密码的彩色图像加密算法。加密过程采用置乱-扩散结构:在置乱阶段首先根据输入图像初始化Kent混沌系统,再利用Kent混沌系统生成ZUC-256流密码算法的初始密钥和初始向量,ZUC-256算法随后生成随机序列对彩色图像进行R、G、B三轮像素值置乱。在扩散阶段同时使用Kent混沌系统和ZUC-256流密码算法生成的随机序列对输入图像的像素值进行扩散。仿真结果显示,提出的算法具有加密算法简单、密钥空间大等特点,能较好地抵抗差分分析攻击、统计特性攻击。     

基于时空混沌系统的彩色图像加密算法*

提升混沌系统的复杂性,对保证基于混沌的加密算法的安全性有重要的意义。本文将分段Logistic映射引入到时空混沌模型中,有效增加了时空混沌模型的复杂性。基于此模型提出了彩色图像的加密方法。在加密算法中,为了增强算法的安全性,以时空混沌系统的状态值作为置乱方程选择的依据,同时考虑了彩色图像R,G和B三个分量之间的相互置乱。然后,利用时空混沌模型产生的复杂数字序列对置乱后的图像进行扩散操作。经多轮的置乱和扩散操作后,产生最终的加密图像。性能分析以及仿真实验的结果表明该算法具有良好的安全性,能够有效满足图像在网络中安全传输的需求。     

一种基于新的混沌系统的彩色图像加密算法

为克服现有的图像加密算法由于使用一维混沌系统所导致的安全性低的缺陷,基于新的三维混沌系统,本文提出了一种彩色图像加密算法。该算法首先利用混沌序列对图像的像素位置进行置乱处理,打乱彩色图像各颜色分量的像素位置;在此基础上,对置乱后的彩色图像进行像素值的扩散处理,通过使用混沌序列和异或、取余运算,改变置乱图像每个像素点的三基色像素值,从而得到最终加密图像。实验结果表明,本文所提出的彩色图像加密算法具有密钥空间大、敏感性强和安全性高等特点。     

基于超混沌系统的位级自适应彩色图像加密新算法

提出一种采用超混沌系统的自适应彩色图像加密算法,在位级进行加密。首先利用陈氏超混沌系统产生的混沌序列对原始彩色图像的R、G、B分量图像进行置乱和扩散,采用自适应加密方法,用高四位的二值图像信息去加密低四位,再用加密后的低四位信息去加密高四位;接着将加密后的三基色分量图像横向排列组合联合加密,降低了三基色分量之间的相关性。加密算法使得密文与明文、密钥之间的关系复杂化,部分密钥依赖于明文,使得算法对明文敏感。对密钥空间、密钥敏感性、直方图、相关性、信息熵、明文敏感性进行测试和分析,结果证明了加密算法安全有效,在图像保密通信中具有较大的应用潜力。     

基于混沌系统的彩色图像加密新方案

提出了一种新的基于三维Chen系统的彩色图像加密算法。将三维空间的彩色图像转换成二维的灰度图像,利用混沌系统生成的混沌序列对二维灰度矩形图分别进行行置乱及列置乱;对置乱后的图像进行加密;按折叠算法对加密后的图像进行折叠处理。仿真结果及安全性分析表明,该加密算法是在二维空间对图像像素进行处理的,相对于三维加密算法而言,降低了算法的计算强度和空间需求,从而减少了运行时间,加快了加密速度;置乱时实现了不同层次（R,G,B）亮度值的完全混合,加密效果好,安全性更高。     

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。     

基于多分数阶混沌系统的彩色图像加密算法

为了实现对彩色图像信息的有效保护,提出一种像素置乱及密文交错扩散技术相结合的加密算法。首先对3个分数阶混沌系统产生的混沌序列进行优化改进,得到两组不同的性能优良的混沌密钥序列,并将RGB彩色图像转换为由基色分量组成的灰度图像;然后,利用一组改进的混沌密钥序列对该灰度图像的像素位置进行置乱;最后,利用另一组改进的混沌密钥序列对置乱图像进行2轮基色分量之间的密文交错扩散操作,得到加密图像。仿真实验表明,该算法具有足够大的密钥空间,高度的密钥敏感性,较好的像素分布特性,且在抵抗唯密文攻击、差分攻击、选择明文攻击及统计攻击方面都具有良好的性能,可以广泛地应用于多媒体数据的保密通信中。     

Color image encryption based on DNA encoding and pair coupled chaotic maps

Information security has become a significant issue in encryption due to the rapid progress of internet and network. Therefore, the development of the encryption algorithm is a growing and significant problem. In this study, a new color image encryption was introduced based on DNA complementary rules and pair coupled chaotic maps. At first, the plain color image was divided into three components (R, G, B) being converted into three DNA matrices using DNA encoding rules. Secondly, DNA addition for R, G and B components was implemented and scrambled the elements position of three DNA sequence via the pair coupled chaotic maps. Three gray coded images obtained and RGB encrypted image was achieved by restructuring R, G, B components. The simulation of experimental result and security analysis showed that this algorithm had larger secret key space and strong secret key sensitivity and it had excellent ability to resist against statistical and differential attacks.

     

基于改进的CAT置乱与Henon_Kent混沌系统的彩色图像自适应加密算法

为了解决彩色图像加密算法中密钥与明文图像不关联的安全性不足以及CAT映射成立条件的问题,提出一种基于改进的CAT置乱系统与Henon_Kent混沌扩散系统的彩色图像自适应加密算法。该算法首先利用明文图像特征信息生成密钥;然后通过改进的CAT置乱系统对图像进行像素位置的三维置乱,再将Henon_Kent混沌系统所产生的三个混沌序列分别对RGB三个通道的像素灰度值进行扩散;重复以上两个步骤,以密文图像的信息熵大于7.99为结束条件。仿真表明该算法能够抵抗现有的攻击方法,具有较强的加密性能。     

一种基于复合混沌序列的图像加密算法安全分析

针对一种基于复合混沌序列的图像加密算法进行了安全分析,该加密算法采用置换—正向扩散—逆向扩散三级加密,由于正向扩散和逆向扩散采用了相同的一维扩散序列,可将正向扩散和逆向扩散两级加密简化为一级扩散加密,进而将置换—正向扩散—逆向扩散三级加密简化为置换—扩散两级加密;此外,该加密算法生成的混沌序列与明文、密文图像无关,可根据选择明文攻击获取其对应的等效扩散密钥和等效置换密钥.理论分析与数值仿真实验结果表明了该分析方法的有效性;针对原加密算法存在的安全漏洞,提出了若干改进建议以提高其安全性能.     

基于DNA随机编码的真彩图加密算法

针对现有的结合DNA操作和混沌系统对真彩图像加密算法中存在的不足,提出一种新的真彩图加密算法。算法在对图像进行DNA编码及DNA加操作时都以混沌序列为映射随机编码图像信息。算法首先用二维Logistic映射随机编码真彩图分解后的R,G,B分量,从编码后的R,G,B分量中得到辅助参数修改超混沌系统的初值,将超混沌系统产生的混沌序列作为加密模板,再随机选择DNA加操作中的一种对编码后的图像序列和加密模板执行DNA加操作,最后随机解码DNA序列,合并R,G,B分量后得到密文图像。仿真结果表明,本文中提出的加密算法有良好的加密效果,并且能抵御穷举攻击、差分攻击和统计分析攻击。     

基于Arnold映射的分块双层自适应扩散图像加密算法

目的 针对图像安全保障问题,提出一种基于Arnold映射的分块双层自适应扩散数字图像加密(BDAM)算法,提高图像加密效率及安全性.方法 首先利用Logistic映射、Tent映射和Sine映射,进行两两组合构建3种新1维混沌映射,提取初始混沌序列;然后定义一个与明文图像矩阵大小相同的初始加密图像矩阵,对其进行分块,预处理Arnold映射参数,正反向联合映射将明文图像矩阵中随机位置像素值,存入初始加密矩阵随机块中的随机位置,并同时进行块内像素、块间自适应扩散,直至填满初始加密矩阵,完成加密.结果 针对多种类型灰度图像,通过仿真实验与性能对比分析表明: BDAM算法在信息熵、密钥空间、相关性、敏感性等方面均优于其他加密算法,置乱效果好,对密钥及明文的敏感性高,可取得较好加密效果.结论 结合随机置乱的分块双层非线性自适应扩散BDAM算法可有效抵御多种攻击,安全性较高,适用于各种类型灰度图像加密,具有潜在应用价值.     

对“改进遍历矩阵和像素值扩散的图像加密算法”的密码分析

最近提出了一个基于混沌的改进遍历矩阵和像素值扩散的图像加密算法,该加密算法首先将Logistic混沌映射构造一个遍历矩阵用于在图像空域迭代置换,然后再采用一个新的混沌序列对像素值进行扩散。通过对该加密算法的分析,找出了该算法存在的安全漏洞,从而提出了选择明文/已知明文的攻击方法,通过选择特殊的明文图像及其对应的密文图像,可在未知密钥的条件下对同样大小的密文图像进行破解。仿真实验结果表明这种攻击方法非常有效。