基于快速混沌置乱的鲁棒型医学图像加密算法

针对现有基于混沌的医学图像加密算法的鲁棒性和效率不足,提出了一种基于快速混沌置乱的鲁棒型医学图像加密算法RMIEF-CS。算法利用两个低维的混沌系统交替迭代产生混沌序列,较好地解决了由于计算机精度有限而带来的混沌收敛问题;然后利用生成的混沌序列对图像明文数据流进行第一次置乱加密,对得到的密文采用新的混沌序列进行再次置乱得到最终密文。置乱过程中引入双向密文反馈机制增加算法的安全性和鲁棒性;算法利用低维的混沌系统生成密钥,在置乱过程中无需耗时的排序操作,并适合于任何形状的图像,具有较好的时间效率和通用性。通过仿真实验验证了RMIEF-CS具有较好的加密性能,并能在密文受损情况下解密出原始医学图像的近似版本。另外,RMIEF-CS比基于均匀置乱和混沌映射的加密方法在时间效率上提高6倍左右,因而能适用于大数据量的医学图像实时保密传输。     

基于多混沌系统的医学图像加密算法

针对医学图像数据量大、同色像素连续性高的特点,提出了一种基于混沌理论的图像加密算法。算法通过在多个一维混沌系统间的随机切换产生加密序列,在加密过程中对图像本身引入了双重反馈,从而有效延长了混沌序列的周期,提高了算法的安全性。实验证明,本算法具有较好的运行效率与加密效果。     

基于混沌序列和DES的彩色图像加密算法的研究

介绍了DES加密算法的基本特点,证明了DES异或运算的一个重要性质,并且结合了混沌序列的优良特性,提出了一种基于混沌序列和DES的彩色图像加密算法和解密算法。该算法首先由Ulam-von Neumann映射生成加密的密钥,然后对图像进行DES异或运算,得到加密图像。解密的过程就是需要得到与加密时相同的密钥,利用DES异或逆运算的性质得到解密图像。实验结果表明该算法能够得到令人满意的结果。     

图像加密算法仿真研究

研究优化图像安全性问题.传统的利用混沌理论技术对数据加密时运算开销大、运算效率不高,导致图像安全性不高等问题.为解决上述问题,提出了一种利用混沌理论的独立密钥DES图像加密算法.首先将待加密图像看作是一个普通的数据流,然后采用混沌理论的混沌二值序列作为密钥对该数据进行加密.通过对混沌二值序列加密算法的设计,使得加密和解密运算开销和运算效率得到了较大的提高,具有较强的抗密钥穷举攻击和抗攻击的能力.仿真结果表明,提出的算法具有一定的有效性和实用性,对图像进行加密达到了更高的安全性.     

一种基于混沌理论的数据加密算法设计

研究混沌理论的数据加密算法设计,针对传统利用混沌系统对数据加密时运算开销大、运算效率不高.为解决上述问题,提出了一种利用混沌系统的迭代序列进行加密的方法.首先将混沌产生的序列映射成由整数构成的伪随机序列来充当加密密钥,然后将其均匀分布在某一区间上.再利用Logistic公式迭代若干次与经过置换的明文异或获得加密密文.通过对混沌序列加密算法的设计,使加和解密运算开销和运算效率得到了提高;分析算法具有较强的抗密钥穷举攻击和抗攻击的能力.仿真实验结果表明方法是有效的和可行的,并且数据加密/解密的效果良好.     

基于2D sine Logistic混沌映射的医学图像频域加密算法

针对现有医学图像加密算法在加密效率和安全性上的不足,提出一种基于2D sine logistic混沌映射的医学图像小波域加密算法。算法首先利用整数小波变换将医学图像从空域转换为频域,充分打破像素间的相关性;其次,利用2D sine logistic混沌映射生成混沌序列,选取三级小波分级的低频系数LL3进行扩散和置乱加密,提高加密效率;并且将二级小波分解的中高频系数HL2和LH2进行扩散加密,解决加密图像中存在的明显轮廓问题;最后将加密后的小波系数进行小波逆变换得到加密图像。实验仿真结果表明,算法具有高安全性和加密效率,与现有空域方法相比,加密时间约为1/40;与现有频域方法相比,在保证加密效率情况下具有更好的加密图像隐蔽性。     

基于压缩感知和DNA编码的图像加密算法

针对传统图像加密算法安全性能差和传输效率低等问题,提出了一种基于压缩感知CS和DNA编码相结合的图像压缩加密算法。首先,采用CS对待加密图像进行预处理,在预处理过程中由克罗内克积KP构造测量矩阵并按比例缩小原始图像。接着,利用超混沌Bao系统产生的混沌序列动态控制DNA编码、解码和运算方式,对压缩图像进行加密和解密。最后,通过重构算法得到重构图像。该算法最大限度地利用了超混沌Bao系统产生的混沌序列,通过将生成的混沌序列整数化,对原始图像进行DNA扩散操作。仿真实验和结果分析表明,该算法能有效提高图像的传输效率和安全性。     

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。     

基于混沌序列密码的算法分析与实现

为获得一种基于混沌序列的图像加密算法,提出混沌序列对称加密算法对数字图像进行加密。设计了基于Logistic映射模型的混沌序列对称加密算法,实现对数字图像的混沌加密及解密。实验结果证明,算法简单易行,安全性好。     

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。     

彩色数字图像的小波变换和混沌序列加密

根据彩色数字图像的基本特点,运用数字图像加密和解密原理,将离散小波变换和离散混沌序列有机地结合起来,研究了彩色数字图像的小波变换和混沌序列的加密和解密方法;对原始图像进行加密实质是利用混沌序列对其低频小波系数进行加密,对加密图像进行解密实质是利用混沌序列对其低频小波系数进行解密;研究的彩色数字图像加解密方法,为彩色数字图像加密提供了一种有效可行的方法,不仅能够使加密彩色数字图像具有理想的加密效果,而且能够保证加密彩色数字图像足够的安全。     

基于Logistic混沌序列的数字图像加密研究

离散的Logistic映射对初值和结构参数的改变具有极端的敏感性,在一定条件下能够产生混沌,并且产生的混沌序列具有类白噪声统计特性等特点。同时利用数字图像本身的特点和人类视觉系统的特性,先对原始图像进行压缩,再用混沌序列进行加密和传输图像,这样不仅可以减少存储空间,还可以提高加密和传输效率。该文基于以上特性提出了一个新的基于Logistic混沌序列的数字图像加密算法,仿真实例证明该算法是有效、可行的,而且具有较高的安全性。     

Color pathological image encryption scheme with S-boxes generated by complex chaotic system and environmental noise

Pathological image encryption can help protect medical privacy. The paper proposes a color pathological image encryption scheme where three S-boxes are utilized to encrypt the red, green and blue components alternately. The S-boxes generated by complex chaotic system are changed dynamically, for the initial values and parameter are dependent on both the plain image and the environmental noise. The S-box switching sequence for each color component is also generated by complex chaotic system. Some effective measures have been taken to speed up the processes of encryption and decryption. Simulation result demonstrates that the scheme is suitable for color pathological image encryption.     

混沌系统和DNA编码的并行遥感图像加密算法

目的 针对传统基于混沌系统的图像加密算法在加密遥感图像时存在速度差、安全性不足等问题,提出一种混沌系统和脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid,DNA）编码的并行遥感图像加密算法,提升图像加密的效率和安全性。方法 利用明文图像的安全散列算法256（secure Hash algorithm 256,SHA-256）哈希值修改混沌系统的参数和初始值,提高算法的明文敏感性,并通过2维Hénon-Sine映射置乱图像,打乱像素之间的分布规律;然后利用图形处理器（graphics processing unit,GPU）并行计算密钥序列,缩短加密时间,通过选择多个高维混沌系统和修改混沌系统初始值确保密钥序列的随机性;最后利用密钥序列和GPU对图像进行DNA并行加密,得到最终的密文图像。在DNA并行加密过程中,生成一种DNA-S盒,对DNA编码进行非线性替换。结果 在遥感图像以及普通彩色图像上的仿真实验和安全性分析结果表明,本文算法在加密遥感图像上速度达到80 Mbit/s以上,密钥空间大于10²⁰⁰,信息熵趋近于8,密文图像直方图平坦均匀,且通过了美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology,NIST）随机测试以及卡方检验;与其他算法相比,本文算法在密钥空间、相邻像素相关性、像素改变率（number of changing pixel rate,NPCR）、统一平均变化强度（unified averaged changed intensity,UACI）和信息熵等评价指标上更接近理想值。结论 本文算法在大幅提升加密速度的同时,保证算法足够安全,能够抵抗各种攻击,适合遥感图像以及大容量图像的保密存储和网络传输。     

一种基于四维混沌映射的图像加密算法

混沌映射所具有的初值敏感性和随机性,使得基于混沌理论的图像加密算法成为一个研究热点。绝大多数学者都采用低维的混沌映射,而四维混沌映射相比于低维映射参数更多也更复杂。该文用四维混沌映射进行图像加密,在增加密钥量的同时,加密的速度并没有降低,而且具有抗穷举攻击和统计攻击的能力。对一幅1 024×768的24位BMP图像来说,加密时间约为0.35 s,解密时间约为0.361 s,可以满足传输要求。     

A secure image encryption scheme based on genetic operations and a new hybrid pseudo random number generator

This paper presents an encryption scheme based on genetic operations and a new hybrid pseudo random number generator (HPRNG). The new HPRNG is designed based on linear feedback shift register (LFSR), chaotic asymmetric tent map and chaotic logistic map. The scheme uses XOR and genetic operations (mutation, and multipoint crossover) to encrypt the image blocks. The first block of the plain image is encrypted with the help of a pseudo-random bit sequence generated by the HPRNG. The subsequent blocks are based on the previous cipher block and the XOR operator. The scheme can be extended to encrypt color images and text as well. The cipher images produced have very low correlation with their corresponding plain images and have high values of entropy, making it unpredictable and difficult to detect redundancies in the image pixel values. More over the scheme is compared with some existing schemes and found that the proposed scheme is comparatively secure and efficient.

     

基于混沌与拟仿射的高效选择性彩色图像加密算法

一些传统的图像加密算法不仅计算量大,且在新型攻击方式下并不能提供安全保障。针对这些问题,提出一种更具安全性且轻量加密算法,结合数学模型拟仿射变换与混沌序列对彩色图像进行选择性加密。对明文图像进行分块,并计算每块的相关系数;与预定义的阈值相比,具有较大相关系数的块与斜帐篷映射生成的随机数进行异或运算;利用拟仿射生成的两种随机序列对图像进行重新排列。通过检测加密时间、相关系数、直方图、信息熵、秘钥敏感度等证明了该方案具有高效、安全的特性。