对超混沌系统的图像加密算法安全性的改进*

针对Gao等人提出的一种基于超混沌系统的图像加密算法的安全性缺陷,提出了一种改进的图像加密算法,该算法利用超混沌产生的超混沌序列对明文不同的像素点采用不同的方式进行加密。仿真实验结果表明,改进算法加密效果良好,加密效率更高,在保留原算法优点的基础上克服了其不能抵御选择明文攻击和选择密文攻击的缺陷,具有更高的安全性。     

基于DNA编码和超混沌系统的图像加密算法

针对DNA编码规则单一和混沌加密算法对密钥的灵敏度低等问题,提出一种基于DNA编码和超混沌系统的图像加密方案。该算法首先使用SHA-3算法计算明文图像的哈希值,用于超混沌系统的初始值,增加明文敏感性;其次将图像转换为DNA序列,并与所构建的S盒子进行DNA序列运算;最后用超混沌系统产生的序列对图像进行置乱。结果和理论分析表明,该算法不仅提高了密钥敏感性和传输数据的安全性,而且具有较好的抗穷举攻击、统计攻击和差分攻击能力。     

一种基于四维超混沌系统的数字图像加密算法

基于低维混沌系统的数字图像加密算法存在密钥空间小、安全性不高等问题。为此,在三维Lorenz系统的基础上,通过增加变量w使其成为四维微分方程组,并引入一个非线性项来增强系统运动的复杂性,由此构造一个四维超混沌系统。基于该系统提出一种新的数字图像加密算法。Lyapunov指数的计算结果和系统运动轨迹的仿真结果验证了系统的超混沌性。安全性分析和测试结果表明,新算法对密钥非常敏感,具有较好的扩散性及安全性,能抵抗蛮力攻击、已知明文攻击和选择明文攻击。     

一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法

为了提高图像加密算法的安全性和加密效率,提出一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法。首先,利用Chen超混沌系统产生四条混沌序列,并对这四条混沌序列进行取小数部分、矩阵相乘及取索引值等变形处理;然后分别利用变形后的混沌序列对原始图像和密钥图像进行像素的位置置乱,接着用交换位平面和按位取反操作来扰乱其像素值;最后,执行加运算可得到加密图像。置乱程度和安全性分析表明,该图像融合加密算法具有较好的加密效果,较大的密钥空间和较强的密钥灵敏性,且可抗抵抗穷举攻击和统计攻击。     

基于超混沌系统的图像加密算法的安全性分析*

为了验证文献中提出的一种基于Logistic强混沌映射和陈氏超混沌系统的图像加密算法的安全性,对其进行了安全性分析,提出了适用于任意大小加密图像的已知明文攻击方法和选择明文攻击方法。同时,指出了原加密算法不安全的根本原因,并给出了提高其安全性的若干建议。     

一种新的基于超混沌映射的彩色图像加密算法

为了提高图像加密算法的安全性,提出一种新的基于超混沌映射的图像加密算法。首先,将彩色图像分解成三个通道分别是R、G、B,然后利用Chen超混沌系统产生的4条混沌序列对每个通道的像素位置进行置乱;接着以4条混沌序列为基础条件对每个通道进行位平面置换和按位取反操作来实现像素值的扰乱,最后重组位平面及3个颜色通道即可获得加密图像。模拟仿真和安全性分析表明,提出的图像加密算法加密效果较好,具有较大的密钥空间、对密钥具有较强的灵敏性,并且可以抵抗穷举攻击以及统计攻击。     

一种基于超混沌系统的双图关联加密算法

针对现存混沌图像加密算法中存在系统安全性不高、无法抵御明文攻击、加密图像相互独立、效率低等问题,提出了一种基于超混沌系统的双图关联加密算法。首先根据明文图像,由超混沌系统产生与之相关的混沌随机矩阵,对明文图像进行深度扩散;选取其中一幅图像进行明文关联的置乱操作与快速比特扩散生成密文◢c▼1▽;之后对剩余图像进行自适应关联比特操作生成密文c▼2▽,完成双图关联的图像加密。实验结果与仿真分析表明,该算法不仅具有更高的效率与更强的抗明文攻击能力,而且仅由一幅密◣文不能得到与之相应的明文图像,安全性更高,具有良好的应用场景。     

一种改进logistic方程的图像加密新算法

提出了改进的logistic混沌方程和新的图像加密算法。改进的混沌方程对比logistic混沌方程具有更大的密钥空间,而且所生成的混沌序列的互相关性、敏感性等密码特性更好。新的图像加密算法是运用密码学原理设计的随机加密算法,理论上安全空间非常大。理论分析和计算机仿真实验表明该方程和该算法结合的加密机制具有更好的加密效果和安全性,能有效抵抗暴力攻击、已知明文攻击和统计分析。     

离散超混沌Dead-Beat同步加密方法的研究

该文将离散混沌系统Dead-Beat同步方法应用于超混沌广义Henon映射,提出一种离散超混沌同步加密方案。该方案应用超混沌信号以增强载波信号的随机性,并利用了广义Henon映射Dead-Beat同步加密的复杂性。尤其是发送、接收两部分同步的系统在硬件实现的情况下可以充分发挥混沌不可预测性的作用。因此,该文方案对于较高安全性加密系统的设计具有参考价值。仿真结果表明:密文加密效果好,恢复图像与原图像差别很小。     

一种基于统一混沌系统的图像加密新算法

提出了一种新的基于统一混沌系统的图像加密新算法。首先,利用统一混沌系统的二维序列排序后的位置编号置乱图像像素位置。然后引进三个辅助密钥,将统一混沌系统输出的三维混沌序列两两异或后得到的混沌密钥序列对置乱图像进行逐像素加密。实验和分析结果表明：算法具有良好的像素值混淆和扩散性能,具有抵抗强力攻击的足够大密钥空间,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,且相邻像素具有零相关特性。这些结果表明了所提出方案的安全性很高。     

大数据加密算法在数据安全保护中的应用研究

针对大数据加密算法安全性不高,计算效率低等问题,本研究采用双混沌系统结合改进AES加密算法设计出一个混合加密算法,改进AES算是利用仿射变换对(A7、6F)生成新的S盒,采用的双四维超混沌系统是从两个三维混沌系统进行改造而成,然后利用改造后的超混沌系统生成混沌序列,设计出一个分组加密方案,在Hadoop大数据平台上,将双超混沌加密方案和改进的AES算法进行合并;试验表明,本研究的大数据加密算法安全性能高、密钥长度达688 bit,加密解密效率提高2倍以上.     

一种新的图像可生存性存储方案*

如何实现多媒体数据文件的可生存性存储一直是研究者关注的一个重要课题。结合超混沌映射特性,利用超混沌系统中的伪随机序列提出并用软件实现了一种新的图像可生存性存储方案。该方案既适合于软件实现,又能够实现图像存储的安全性及容灾性,并通过实验进行了相应的最优化分析。     

应用Henon超混沌系统改进的图像加密

为提高混沌系统图像加密的安全性,提出了一种结合MD5信息摘要的混沌图像加密算法。新算法使明文的信息摘要值参与Henon超混沌系统的初始化,增强了明文的敏感性,也比一般的混沌系统更具复杂性。同时,改进的二进制密码流序列生成算法导致分组长度动态变化,进一步扰乱了混沌系统的原有特性及密码流的分组特征。理论分析和实验说明算法能有效地抵御选择明文攻击、差分攻击和分割攻击。     

一种混沌图像加密算法的选择明文攻击和改进

在已有的四维超混沌系统的基础上构造了一个五维超混沌系统,对一种结合超混沌序列和移位密码的数字图像加密算法进行了分析,通过选择明文攻击的方法,成功破解了该算法中用于像素位置置乱以及像素值扩散和混淆的等效密钥,从而能利用破解的等效密钥解密出目标明文。为此对该算法进行了两个方面的改进。一个改进是加密系统中使用了新构造的五维超混沌系统,使得改进算法的密钥空间更大,进一步提高了安全性。另一个改进是设计混沌系统的初始值与明文图像的SHA-256哈希值有关,从而使得密钥流与明文图像相关,达到“一次一密”的效果。密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计分析、信息熵分析、差分攻击分析、抗剪切、抗噪声、抗压缩分析等实验结果表明,改进后的图像加密算法比原加密算法更加安全有效。     

基于视觉密码的Kerberos改进协议

介绍Kerberos协议认证系统,分析Kerberos协议存在的局限性。提出一种基于视觉密码的新的认证方案。该方案将视觉密码技术融入Kerberos协议中,对改进前后协议的安全性进行比较分析,结果表明,该方案能有效地解决口令猜测攻击和重放攻击。     

一种基于超混沌的图像零水印算法

针对已有的零水印算法鲁棒性差、安全性低的问题进行了研究,提出了一种基于超混沌的图像零水印算法,首先利用Chen三维超混沌系统对水印信息进行加密预处理,通过解析各个位平面在分解后对图像的影响,将载体图像中的最低有效位初始化为零;采用块均值二值量化的方法进行特性提取;最后通过对加密水印与Anorld置乱后的特征矩阵进行异或处理得到零水印。仿真攻击实验及与以往零水印算法对比表明,该算法在保持鲁棒性良好的同时,能够抵御噪声、滤波、压缩、剪切等多种攻击。     

一种可证安全无对运算的签密方案分析与改进

近期,Chen等人提出了无对运算的无证书签密方案,通过加解密双方私钥和公钥相结合生成密文加密密钥,并在随机预言机模型下证明了该方案满足适应性选择密文攻击下不可区分性和适应性选择消息攻击下不可伪造性。对Chen方案进行安全分析,发现其方案在选择明文攻击下存在密钥泄露和不能抵抗恶意KGC的不可伪造性攻击问题。由此,基于椭圆曲线群上计算性Diffie-Hellman问题和离散对数问题提出了新的无证书签密方案。新方案避免了原方案的密钥泄露等安全问题。在保证安全性的前提下,新方案运行效率未降低。     

基于压缩感知和超混沌系统的多图像加密算法

为了有效改善传输速率并降低带宽负担, 提出一种基于压缩感知和超混沌系统的多图像加密方案. 首先将多幅原始图像拼接成新的明文图像, 并将部分明文信息与随机正整数结合产生混沌系统初始值, 利用超混沌系统产生的伪随机序列生成加密过程所需的测量矩阵、置乱序列及扩散序列. 其次通过离散小波变换、阈值处理以及并行测量对明文图像进行压缩处理, 有效减少运算数据量, 大大加快运行速率. 最后通过无重复置乱操作和双向加模扩散得到最终的密文图像. 经多个层面的仿真模拟实验, 验证了所提算法能有效抵御剪切攻击, 且具有比较高的安全性.     

对一种混沌图像加密算法的安全分析和改进

对一种简单、敏感的超混沌图像加密算法进行了安全分析,发现该算法的安全性表面上依赖于两个随机序列[SP]和[K]（其中[SP]的生成与明文图像和序列[K]都相关）。但是,实际上原加密系统的安全性只依赖于随机序列[K],而随机序列[K]的生成只依赖混沌系统的初始值,与待加密的图像无关。因此,运用选择明文攻击的方法破解出了算法中的随机序列[K],从而解密出目标明文图像;同时指出原算法不能抵抗主动攻击的缺陷;最后对原算法进行了改进,使其克服了原算法存在的缺陷。理论分析和实验结果验证了该选择明文攻击策略的可行性和改进算法的有效性。     

An asymmetric hybrid cryptosystem using hyperchaotic system and random decomposition in hybrid multi resolution wavelet domain

In this paper, an asymmetric hybrid cryptosystem utilizing four-dimensional (4D) hyperchaotic framework by means of coherent superposition and random decomposition in hybrid multi-resolution wavelet domain is put forward. The 4D hyperchaotic framework is utilized for creating permutation keystream for a pixel swapping procedure. The hybrid multi-resolution wavelet is formed by combining Walsh transform and fractional Fourier transform of various orders. The 4D hyperchaotic framework’s parameters and preliminary conditions alongside the fractional orders extend the key-space and consequently give additional strength to the proposed cryptosystem. The proposed cryptosystem has an extended key-space to avoid any brute-force attack and is nonlinear in nature. The scheme is validated on greyscale images. Computer-based simulations have been executed to validate the robustness of the proposed scheme against different types of attacks. Results demonstrate that the proposed cryptosystem along with offering higher protection against noise and occlusion attacks is also unassailable to special attack.