基于指数-余弦离散混沌映射的图像加密算法研究

为了增强图像数据传输的安全性,该文提出一种新型的2维指数-余弦离散混沌映射系统。该系统通过向1维余弦混沌系统中引入指数和高次幂非线性项来构造新型混沌映射。引入的非线性项对1维余弦混沌系统的迭代过程进行扰动得到更饱满的混沌相轨。利用Lyapunov指数谱、系统分岔图等对该系统的混沌动力学性质进行了验证。基于此混沌映射,该文提出一种新型的混沌图像加密算法。该算法通过“置乱-扩散-置乱”等加密环节,使得加密后的数据具有很好的数据安全性。加密图像数据的安全性分析也表明2维指数-余弦混沌映射具有较强的算法鲁棒性以及加密安全性。     

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。     

基于遗传-超混沌的数字图像加密算法设计

针对当前置乱-扩散图像加密算法在像素位置置乱过程中存在容易遭受选择明(密)文攻击问题,尝试利用混沌理论产生随机序列,再进行加密,加密过程中涉及的参数通过遗传寻优得到。此算法引入明文反馈机制到图像置乱过程中,使得置乱效果不仅与混沌初始序列有关,而且与明文本身也密切相关,实现了图像特性与加密算法的有机融合。而通过在扩散加密过程中引入了明文反馈机制,来提高算法对明文的敏感性和算法的抗选择明文及密文攻击性能,有效融合了图像的特征信息进行加密算法设计,使得加密算法某种程度上具有数据驱动特性。最后,通过实验和相关分析表明,该算法不仅可以有效抵御选择明文攻击、抵抗统计攻击及信息熵攻击,而且还有效提高了图像加密效率,实现图像安全传输。     

锯齿空间填充曲线耦合压缩感知的彩图灰度化实时加密算法

针对当前彩色图像加密算法都是对RGB分量中所有像素加密,无法避免对次要像素的加密,使其加密效率较低,且加密后仍为彩色密文,增大了传输负载等不足。对此,本文提出了锯齿空间填充曲线耦合压缩感知的单通道彩图RGB分量灰度化实时同步加密算法。设计锯齿空间填充曲线,提高图像像素置乱率;嵌入压缩感知,对彩图RGB三分量进行同步压缩,得到三个测量矩阵,并构造灰度化函数,将图像演变为灰度图像;基于感兴趣区域原理,设计感兴趣像素提取方案,获取灰度图像的感兴趣像素矩阵,使其只扩散感兴趣像素,大幅度降低了像素扩散数量;设计加密函数,扩散感兴趣像素矩阵,再将加密像素映射到置乱图像相应位置,获取灰度密文。仿真结果显示:本文算法高度安全,能够得到灰度密文;与其他彩色加密算法相比,该算法具有更高的加密效率,可满足实时加密要求。     

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。     

基于量子混沌映射和Chen超混沌映射的图像加密算法

为了保证图像信息的安全,提出了 一种基于量子混沌映射和Chen超混沌映射的图像加密算法.首先,采用Chen超混沌映射产生随机序列对图像进行行列置乱操作,使图像充分置乱;然后,采用量子Logistic映射产生随机序列对图像的进行扩散加密,最终得到密文图像.相对于经典混沌映射,量子混沌映射随机性更好,初值敏感性更强,解决了...     

一种基于新混沌映射的矩形图像三维加密算法

二维混沌映射应用于图像加密时一般要求图像是 正方形,且加密中只进行图像置乱,不改变像素值, 不能抵御明文攻击。提出一种基于新混沌映射的矩形图像三维加密算法:首先利用像素值的 特点,将图像 分为8层,再将每层依次进行平铺、连接,构成一个原图8倍大的新图像。接着,利用映射 原理,设计能 加密矩形图像的新混沌映射,并对新图像进行图像置乱。最后,把密图转换为成原图大小。 解密过程和解 密过程对称。仿真表明:加密算法可处理矩形图像,能同时快速实现图像置乱和混淆,改变 了图像像素的 统计特征。测试与安全性分析验证了算法的有效性和加密安全性。     

基于混沌Hopfield神经网络视觉意义的图像加密算法

为解决传统加密方案得到的类噪声图像在传输过程中常常会因其视觉效果而受到攻击的问题,提出一种基于混沌Hopfield神经网络的具有视觉意义的双图像加密算法.对混沌Hopfield神经网络迭代生成随机数矩阵,与两幅压缩后的明文图像组合后进行离散余弦变换.通过生命游戏算法生成置乱矩阵来进行置乱.将置乱后的图像分为三部分,通过...     

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。     

改进约瑟夫遍历和分段Logistic映射的图像加密算法

为了满足网络通信和图像传输的安全,提出了一种改进约瑟夫遍历和分段Logistic映射的图像加密算法,在置乱过程中通过改进约瑟夫遍历对待加密图像进行全局像素置乱,将置乱像素按照矩阵排列,分解成两个四位的高低矩阵,低四位矩阵利用分段的Logistic混沌映射进行加密处理,对高四位矩阵通过异或运算改变原来矩阵,再将两个四位矩阵结合起来得到加密图像。改进的约瑟夫遍历可以有效抵御周期性攻击,分段Logistic映射引入图像的元素值增强了秘钥的独特性,实验结果证明,该加密算法秘钥空间大,安全性能好,可以抵御穷举,直方图统计等各种攻击。     

基于三维超混沌系统的彩色图像加密算法

针对彩色图像的存储特性,为了改进彩色图像加密算法的安全性和效率,提出了一种基于三维超混沌系统的彩色图像加密算法.该算法利用改进的三维超混沌系统产生混沌序列,采用复合加密算法实现彩色图像在空域上的加密.使用MATALAB7.0进行仿真实验.理论分析和实验表明,该算法具有良好的保密性和加密效果.若进一步降低运算量,该算法可对诸如军事卫星图片、商业机密图纸、远程私人病历等需要保密通信的场合有广泛的应用前景.     

基于组合混沌系统的彩色视频流加密算法

为进一步加强视频图像在存储及传输过程中的安全性,提出一种将两种改进的混沌系统和分组加密算法结合的彩色视频流加密方案.将原视频逐帧提取并取其RGB分量,并用改进的logistic混沌系统控制其高低位进行各分量位重组.再利用级联式二维猫映射,对亮度分量R实现快速空域置乱;通过改进型二维logistic映射构造的非线性混沌序列,对色度分量GB分量进行迭代扩散.然后将已加密的三分量通过AES算法进行二重加密.算法利用了高低维混沌的空域混合双重加密.仿真结果表明该算法的解密图像无损、无失真,具有更好的密钥敏感性、更好的安全性.     

A hybrid genetic algorithm and chaotic function model for image encryption

The security of digital images has attracted much attention recently. In this study, a new method based on a hybrid model is proposed for image encryption. The hybrid model is composed of a genetic algorithm and a chaotic function. In the first stage of the proposed method, a number of encrypted images are constructed using the original image and the chaotic function. In the next stage, these encrypted images are used as the initial population for the genetic algorithm. In each stage of the genetic algorithm, the answer obtained from the previous iteration is optimized to produce the best-encrypted image. The best-encrypted image is defined as the image with the highest entropy and the lowest correlation coefficient among adjacent pixels.     

基于混沌映射及矢量量化的图像加密算法

提出了混沌映射与矢量码书相结合的加密算法。首先由密钥控制混沌映射生成相应的置换矩阵；然后对矢量量化形成的码书分块加密；再将加密码书与索引集合分别进行传输。仿真试验表明，相对于码书索引集合的加密。该算法效果更好。     

基于骑士巡游的灰度图象加密压缩算法

为了进一步提高涉密图像的存储和传输效率,提出了基于骑士巡游的灰度图像加密压缩算法。该算法将原始图像进行8×8分块,对每个块进行DCT变换,构建以块为单位的系数块化矩阵,然后采用骑士巡游置乱对该系数块化矩阵加密,对置乱加密后图像进行JPEG压缩得到加密压缩图像。实验仿真和分析表明,该算法密钥空间大、密钥敏感性高,在保证一定置乱度的前提下,获得了更高的压缩效率。     

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。     

基于分块压缩感知和改进幻方变换的图像加密

为了提高多图像加密的安全性，同时解决多图像加密系统数据量大的问题，采用了基于分块压缩感知和改进幻方变换的加密方法。加密过程中，充分利用了混沌序列对初始值的敏感性，解决基于传统幻方变换的加密算法周期性的问题；结合分块压缩感知的方法，减少加密系统的数据量。对4幅256×256的灰度图像进行加密测试。结果表明，系统加密时间只需要0.98s，重建图像的质量高，相关系数值均高于0.99，峰值信噪比值均大于35dB; 该算法在减少加密系统的数据量的同时进一步提高了系统的安全性。该算法实现容易，能高效安全地完成多图像加密。     

一种基于交替密钥的分组结构彩色图像加密算法

基于循环迭代的加/解密机制,提出了一种新的彩色图像加密算法。该算法在彩色空间应用了仿射变换,将交替密钥生成算法与分组结构引入到彩色图像加密过程,采用二种混沌映射对彩色图像加密,在每一次交替加密过程中,通过对初始密钥循环移位生成相应的交替密钥并产生二种子密钥,用于二种混沌映射,从而增加了密钥空间,有效提高了彩色图像加密算法的安全性。实验结果表明,该彩色图像加密算法安全性好,免疫性强,效率高。