动态混沌加解密及其在VoIP中的应用

随着网络普及和带宽提升,网络语音传输已成为现实,但网络的开放性也给语音安全带来了巨大威胁。数据加密常被用来保证网络语音通信的安全,混沌序列的宽频谱、类随机、参数敏感等特点使其非常适合作为加解密密钥。为避免长时间使用固定混沌序列作为密钥带来的安全隐患,设计并实现了一种用于VoIP的动态混沌加解密方案,利用混沌密钥动态交换机制实现收发端混沌根密钥交换,由根密钥通过Henon映射、改进的Logistic映射及非线性置换随机生成混沌密钥,接收端根据接收到的根密钥先生成解密密钥,然后对语音密文进行解密。测试结果表明,该动态混沌加解密系统具有良好的保密效果,可用于网络语音保密通信中。     

基于级联混沌系统的分数域语音加密算法

为保证语音信号在通信传输中的安全性,提出一种基于级联混沌系统的分数域语音加密算法。首先,对语音信号进行分组;其次,利用混沌系统获取分数傅里叶变换的阶次,各组数据对应的阶次呈动态变化;然后,采用具有较低计算复杂度的采样型分数傅里叶离散变换得到各组对应的分数域谱数据;最后,利用级联混沌系统依次对各组分数域进行数据加密,从而实现语音信号的整体加密。实验结果表明,所提算法对密钥具有极大的敏感度,得到的加密信号与原信号相比波形和分数域谱分布更均匀、相关性更小;同时与频域加密和固定阶次的分数域加密方法相比,该算法能有效增大密钥空间,同时降低计算复杂度。可见所提算法能够有效满足语音信号的实时安全传输要求。     

一种新的离散混沌同步保密通信方案

系统地分析了一种新的TD ERCS离散混沌系统产生的伪随机序列的复杂性,仿真验证了TD-ERCS离散系统是复杂性稳定的全域性离散混沌系统。在此基础上,提出基于TD-ERCS离散系统构造伪随机序列的双信道保密通信方案。在该方案中,发送端利用混沌驱动器产生混沌密钥和遮掩信号,基于混沌的伪随机序列发生器(CPRNG)将驱动离散系统产生的混沌序列转化为加密密钥序列,并对信息信号先加密再遮掩。获得加密信号后使用一个信道传输,利用另一信道传输系统同步的单变量同步信号。理论分析和数值实验验证了该方案在密钥安全性和算法复杂性方面性能良好,且易于软件实现。     

基于复合混沌的遥感影像加密算法

针对单一混沌映射密钥空间小、易受攻击且在有限精度的系统下受限等问题及高维混沌系统计算量大的缺陷,提出了一种基于Logistic映射与Chebyshev映射的遥感影像加密算法。借助原始图像产生辅助密钥,生成基于Logistic映射与Chebyshev映射的两个混沌序列,并将其逐位相乘而得到新的复合混沌序列,进而对遥感影像进行像素值异或和像素位置循环移位的双重置乱加密。实验结果及安全分析表明加密图像对原始图像和密钥敏感、复合混沌序列较好的掩盖了混沌的动力学特性,能够抵抗常规混沌加密分析,加密效果好、安全性能高、算法复杂度低,适合星上应用。     

基于分数阶Rossler混沌序列的图像加密

图像加密在当前信息安全堪忧的背景下显得尤为重要。传统加密方法是利用整数阶混沌序列或者其它低维离散序列的一个或者多个系数作为密钥对图像信息进行加密,由于加密序列相对简单且密钥空间较小,导致安全性不佳。本文提出基于分数阶Rossler混沌序列的图像加密算法,该算法以分数阶Rossler混沌系统的阶次和系统参数作为密钥,增大了密钥空间,而分数阶混沌系统特有的记忆特性,有效地增加了混沌序列的复杂性,使其在图像加密上更具安全性。     

基于双混沌系统的序列加密方法研究

由于混沌系统对初始条件和混沌参数非常敏感以及生成的混沌序列具有非周期性和伪随机性的特性,近年来在信息加密领域得到了较多的应用。但是大多数混沌序列发生器都是采用单混沌系统,可能存在一些潜在的动力学系统攻击方法。提出了一种基于两个参数随机变换的混沌系统的伪随机序列发生器,生成一个随机性好、长周期的密钥序列,并给出了统计特性分析的严格的理论证明。理论分析表明此密钥序列具有较高的线性复杂度和良好的密码学特性。     

基于混沌序列的数字彩色图像加密算法

提出用Logistic混沌序列产生多个加密矩阵与基色矩阵进行多次异或的方法,对彩色图像的RGB分量进行随机化处理,使加密后的图像均匀。由于混沌序列对参数和初始值的极端敏感性,即使加密算法被公开,没有正确的密钥也无法得到有用信息。因此采用多组分支参数和初始值作为密钥,使密钥长度有效增加。实验结果证明了该算法是有效的。     

一种基于多混沌映射的图像加密算法

为提高图像信息的安全性,提出一种基于多混沌映射的图像加密算法.将混沌序列和彩色图像像素点的坐标看作空间上的两点,利用2个点的距离公式计算生成加密因子,将图像与该加密因子做相应的代数运算,从而获得加密图像.仿真结果表明,该算法易于实现,对密钥具有较强的敏感性,密钥空间大,加密图像的像素值分布较均匀.     

基于双混沌互扰系统的图像加密算法

针对低维混沌系统有可能退化为周期问题,以及高维混沌系统计算量大的缺陷,提出基于双混沌互扰系统的图像加密算法。通过两个简单的Logistic映射间的互扰,构造一个双混沌互扰系统。双混沌互扰系统的最大特点是扰动项同时包括常数扰动项和随机扰动项,不仅保证了系统必要的复杂性,而且增大了系统参数的取值范围。以双混沌互扰系统作为序列密钥发生器,提出一种改进的二值序列量化方法。对二值序列做随机性检验和相关性分析的结果表明,该二值序列具有良好的伪随机性和相关性,适合作为加密密钥。将其应用于图像加密的仿真实验结果也表明,该二值序列能有效且安全地掩盖明文信息,取得了较好的加密效果。     

基于混沌调制DFRFT旋转因子的语音加密

将分数阶傅里叶变换(FRFT)和混沌密码学相结合,提出一种新的变换域加密算法——混沌密钥调制FRFT旋转因子,用于实现语音信号的实时加解密。采用特征分解型离散FRFT算法,使语音实时加密系统在语音信号解密过程中具备良好的还原特性。理论分析和测试结果表明,该算法安全性较高,优于单纯混沌加密或单纯分数阶傅里叶变换的加密方法。