利用图像分割思想的二维混沌映射及图像加密算法

根据二维混沌映射思想,设计了一种新的图像加密算法。二维混沌映射包括左映射和右映射两个子映射。通过对图像的拉伸和折叠处理,实现图像的混沌加密。沿图像的对角线方向,将方图分割为上下两个等腰三角形图像;利用等腰三角形图像两列像素之间的像素数目差,以水平方向,依次将某列中的像素插入到相邻下一列像素之中,直至将原始图像拉伸成为一条直线。最后,按照原始图像大小,将这条直线折叠成一个新的图像。映射是可逆的,可应用于图像加密,密钥设计为二维混沌映射的左映射和右映射的组合。进行了仿真研究,结果表明:当密钥为64 bit时,密钥空间为1.84×10¹⁹,加密速度约为3 Mb/s。该加密算法具有加密速度快、安全性高、没有信息损失、可移植性强和容易软、硬件实现等特点。     

一种基于混沌映射的图像加密算法

应用离散混沌序列易于生成,对初值敏感以及具有白噪声的统计特性,设计了一种"仿Feistel网络结构"的数字图像加密/解密算法.该算法的所有密钥都由不同的混沌动力系统产生,增加了破译难度.算法中的置换和替代操作,组成了具有良好密码特性的SP网络结构,置换也受密钥控制,增加了算法的复杂性.加密操作的输出结果依赖于密钥的强非线性耦合,增强了安全性.在"仿Feistel网络结构"的每次迭代操作中,都能够对所有的明文进行加密,提高了加密效率.最后,以Matlab中的图像Pout为例进行了仿真试验,结果表明,该算法具有良好的安全性和效率.     

异结构混沌同步系统图像加密方法的研究

由于混沌动力学系统具有伪随机性、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感特性,故将其与数字图像加密技术相结合,可构造出非常好的图像信息加密系统。提出基于驱动响应法实现图像加密和解密,经过仿真实验表明加密后原始图像无法从加密后的图像中提取原始信息,然而经过解密后的图像能达到与原始图像一致的效果。为了实现两异结构混沌系统在有限时间内同步数据安全通讯,分别改变线性映射关系参数和控制律参数对图像解密密钥敏感性进行分析,实验结果为图像与明文有很大差别。因此,证明了异结构混沌同步系统图像加密方法具有良好的安全性。     

基于分数小波变换的双随机相位光学图像加密技术

以分数小波变换为基本理论依据,介绍了一种基于分数小波变换的双随机相位光学图像加密技术,丰富了光学图像加密的方法。该方法通过研究分数小波变换和随机相位,得到了一种多密钥的选择性光学图像加密系统。其特点在于利用分数小波变换多层次分解的优势,结合双随机相位编码,不仅增大了密钥空间,增加了安全性,而且能够实现选择性加密,使加密技术变得更加灵活和多样。通过仿真验证了该方案,可实现多密钥加密,并结合仿真结果,理论分析了该方案的加密效果、密钥的安全性和选择性加密的优良特性。研究可知,该方案是一种新的有效的光学图像加密方案。     

基于混沌的图像置乱加密算法及MATLAB的实现

提出了一种基于混沌映射的图像置乱加密算法。借助MATLAB6.5软件平台编程实现，并研究了加密算法的抗破损能力。实验结果表明：该算法的加密效果良好，图像的抗破损能力强。     

基于有序细胞自动机的图像加密方案

细胞自动机可以通过考虑一个系统的局部状态和整体状态之间的关系来展现该系统的复杂行为。正是由于细胞自动机的这种普适性,使得其在传统的密码学及图像处理中也得到了广泛的应用。本文中,我们结合Lafe给出的基于细胞自动机变换的压缩技巧提出了一个新的、基于有序细胞自动机的图像加密方案。新的方案既利用了基于细胞自动机的变换对二维图像具有良好压缩效果的特点,又提出了有序细胞自动机的加密技术弥补了Lafe方案中加密效果不理想的缺点。由于细胞自动机具有简单的平行结构、易于实践、密钥量大、加密速度快和成本低的特点,所以这种加密技术非常适用于光学实现领域的应用。     

QR Code二维条码在纸币防伪技术中应用

纸币的防伪是世界各国金融系统都面临的十分重要又棘手的问题,笔者在保留了纸币原有防伪功能的基础上,提出了一种将数字化的QR Code二维码与数字水印技术相结合的新型的数字化防伪技术。利用RSA加密算法对纸币代码进行加密,并生成二维码。最后利用DWT域水印算法嵌入和提取水印图像。仿真实验结果证明了该技术的有效性。     

基于傅里叶变换和Gyrator变换的图像加密

基于傅里叶变换和Gyrator变换对图像进行加密。将原始图像和第一个随机相位函数叠加后做傅里叶变换,然后将频域信息减去第二个随机相位函数后得到一个复函数。复函数经过Gyrator变换得到加密图像,将第二个随机相位函数作为相位密钥,同时将Gyrator变换角度作为密钥,由此增大了密钥空间和增强了系统安全性。通过数字方法对图像进行加密,解密过程用光学装置实现。计算机模拟结果表明,该加密方法解密图像质量好,系统安全性良好。     

基于混沌映射和DNA编码的彩色图像加密算法

现有的低维混沌映射编码系统和单一的DNA编码系统结构简单、复杂度和安全性较低,不能满足图像加密的要求。为此,提出了一种结合DNA编码和超混沌映射的彩色图像加密方法。首先,根据明文图像的信息,迭代生成每个混沌图的初始值及与明文图像大小相同的随机矩阵。然后,对生成的图像初始值和随机矩阵进行同等大小的分块,每个区块的DNA编码方式和每个区块之间的DNA操作规则由动态超混沌序列决定。最后,引入扩散操作以达到更好的加密效果。仿真结果表明,该算法具有较高的复杂度、较强的安全性和较大的密钥空间,可以抵抗多种攻击。     

一种适用于矩形图像的新二维映射图像加密算法

针对目前图像加密方法多局限于对方形图像进行加密的特点,提出了一种同时适用于方形和矩形图像的加密算法。将基于图像分割的新映射用于图像位置置乱,将含有混沌映射的扩散函数用于图像灰度置乱,从而得到位置置乱和灰度置乱相结合的加密算法。实验仿真结果表明该算法能够很好的实现对任意大小图像的加密,且具有密钥空间大,密钥敏感性强以及能够抵御统计和已知明文攻击等优点。     

两种基于混沌序列的图像加密方法的比较

对基于混沌序列的图像加密算法,以及基于混沌序列的图像置乱加密算法进行了分析、比较.实验结果表明:前者优势在于简单易行,加解密速度快;而后者主要优势在于抗干扰、抗破损性能更佳.     

用于CSCW的一种数据加密算法

数字加密标准和椭圆曲线密码编码法都是公认的优秀数据加密算法,并已应用于计算机支持的协同工作中.这两种算法各有利弊,DES处理效率高,但加密密钥易泄露;ECC密钥易于管理,但比DES处理效率低.为此,提出了一种用两个密钥对明文进行三次加密的3DES法和ECC法相结合的加密算法(称为D-E法).试验结果表明,改算法是可行的和有效的,较好地解决了现有CSCW系统的加密问题.     

新型数字混沌密钥序列发生器的周期扩展方法及实现

混沌的良好统计特征和初值的敏感性适合加密系统设计,但由于数字混沌是在有限精度下进行的,导致混沌系统特性的退化,尤其是输出序列呈现出周期性,不利于加密系统组建.针对数字混沌序列的短周期现象提出改进方案,这种新系统输出的序列周期可根据加密需要进行设定,弥补数字混沌短周期现象,并有更加良好的抗多径干扰与多址干扰的能力.使数字混沌密钥序列发生器可安全应用到加密系统中.根据理论,利用FPGA设计了其硬件电路并应用在实际项目中.     

三维可逆混沌映射图像加密方法及其优化算法

利用混沌拉伸和折叠的原理,提出了一种三维可逆混沌映射图像加密方法及其优化算法。将灰度图像用一个三维数据矩阵描述,根据提出的算法将该三维数据矩阵映射为二维数据矩阵。对此二维数据矩阵应用拉伸和折叠算法实现图像像素的置乱处理。最后将置乱后的二维数据矩阵还原为三维数据矩阵,得到加密图像。该加密方法是可逆的,可用于图像加密和解密。推导了加密和解密算法完整的数学表达式。由于图像数据量大,利用推导的数学表达式实现图像加密和解密时计算量较大,加密时间长,针对这个问题提出了一种优化算法。仿真结果表明该加密方法同时实现了像素置乱和像素混淆,抵御统计攻击的能力增强,密钥敏感度高,优化算法明显提高了加密速度。     

基于轨道扰动的混沌单向散列函数设计

在分析针对数字混沌提出的伪随机扰动策略和变参数补偿策略的基础上,提出了基于轨道扰动的混沌单向散列函数设计方法。首先,将消息填充为64byte的整数倍,以提高短消息散列的安全性;然后,选取64byte的固定扰动向量,并将明文信息与固定扰动向量一起映射至数字混沌系统相空间的扰动空间;最后,将扰动空间内的元素输入至数字混沌系统进行多次混沌迭代,并在迭代结果中取出160bit作为最终散列值。该算法选用Logistic映射作为混沌映射,计算复杂度比高维混沌映射低,而轨道扰动的思想使得该算法比一般的低维混沌映射安全性更高。研究表明,该算法对初值极其敏感,且具有很好的混乱和扩散性质及较高的抗碰撞性。该算法采用256bit定点数运算,更易于软硬件实现。     

基于级联相位检索与关联成像的多图像加密研究

光学信息处理技术本身具有高速度、并行性、信息容量大的特点。同时,光波又具有振幅、相位、波长、偏振等多种属性,是多维信息的载体。因此,光学加密在信息安全传输领域意义重大。现有的图像加密方法存在效率低、安全性差、加密容量小等问题。为了实现多图像二次加密传输,提出了一种基于级联相位迭代与计算关联成像的多图像加密算法。该方法可以同时对多幅图像进行高效加密,计算简单,安全可靠,传输数据少。利用相关系数指标评估了该方法的加密效果,并通过仿真实验验证了该方法的有效性和安全性。     

基于JPEG2000的图像加密算法

随着Internet技术与多媒体技术的飞速发展,对多媒体数据的存储及安全传输也提出了较高的要求.而传统的图像加密技术只是将其作为普通数据流进行加密,没有考虑多媒体数据的特点和数据压缩的重要性,因此有一定的局限性.提出了基于JPEG2000的图像加密算法,算法核心是将加密过程和解密过程嵌入到JPEG2000的编码和解码过程中,并且只选取小波分解后的低频和高频系数加密,加密算法采用混沌猫映射.因此其保密性较高,并且对部分数据加密也大大降低了算法的时间复杂度,提高了算法的系统的执行效率.     

量子混沌与折叠算法的图像加密系统

本文提出一种量子混沌与折叠算法相结合的图像加密系统。该系统的主要思想是通过量子混沌映射和二维Logistic映射分别进行Arnold变换,得到两个由伪随机数组成的与灰度图像大小相等的矩阵Q、E,然后利用这两个矩阵对图像分别进行以下操作:一是利用矩阵Q对图像从4个方向进行"折叠操作",二是使用前一个像素值与当前像素值进行异或,然后将异或得到的值加上E对应的值,以对当前像素值进行修改,从而达到图像扩散的效果,增加差分攻击的难度。利用MATLAB对测试图像进行模拟仿真分析,结果显示,经该加密系统加密后的图像,其水平、竖直和对角线方向像素值的相关性分别为0.001 006、0.000 152、0.000 789,信息熵H(s)=7.997 3。一系列的实验结果表明该加密系统具有很高的安全性和随机性。     

基于扰动的混沌序列密码算法设计与研究

有限精度效应(FPE)在很大程度上削弱了混沌密码系统的密码学特性,是近年来制约混沌密码学发展的瓶颈问题。针对FPE问题,分析了线性反馈移位寄存器(LFSR)与一维Logistic映射的混沌动力学特性,提出了一种基于二者的混沌序列密码算法。该算法采用伪随机序列扰动与密码反馈相结合的方法来改善加密效果。系统由软、硬件均可实现,在模拟实验中以软件为例,采用C++语言编写代码。实验结果表明,密文流在有限精度下具有良好的数学特性。密码系统较好地解决了FPE问题,具有实用价值。     

数据中心网络节点信息共享加密系统设计

为了解决传统加密系统在信息共享过程中数据流失量较多,严重影响信息安全性的问题,设计了数据中心网络节点信息共享加密系统.通过系统硬件结构、服务器选型等硬件设计,以及基于加密算法生成节点信息共享密钥、数据中心中网络节点信息的共享加密处理等软件设计,提出一种全新的加密系统.通过实验表明,所提出的加密系统可降低数据丢失量,为信息的安全共享提供保障.