基于动态网络的非线性置乱扩散同步图像加密

具有置乱-扩散结构的传统图像加密中的置乱与扩散通常相互独立,易被单独针对破解,且加密过程非线性弱,导致算法安全性差,为此提出了一种具有强非线性的置乱扩散同步图像加密算法.首先,构造新型sine-cos混沌映射,以拓宽控制参数范围,并改善序列分布的随机性;然后,用明文像素与混沌序列的异或和作为混沌初始值产生混沌序列,用其...     

改进的Fibonacci双置乱图像加密算法

图像置乱是实现图像加密的重要手段之一,其最终目的是改变图像像素的位置关系或者灰度值信息,改变图 像的统计信息,从而达到图像加密的目的。为提升图像置乱效果和置乱性能,从均匀分块的角度出发,提出了一种改 进的Fibonacci双置乱图像加密算法。首先采用均匀分块算法对原图像进行分块,使每个分块图像内的所有像素充分 扩散到其他各个图像块中,以有效地}i}J弱图像相部像素的相关性;然后对每个图像块利用Fibonacci算法做像素位置 置乱,以解除图像块的空间相关性;最后对整幅图像采用Fibonacci算法做像素值置乱,解除图像的色彩相关性。实验 结果表明,该算法从本质上降低了图像内部相邻像素的相关性,有较强的抵御裁剪和常见噪声攻击的能力,利用双密 钥提高了加密系统的安全性。     

扩散映射置乱与超混沌系统组合图像加密算法

提出一个基于扩散与位平面Arnold映射相结合的彩色图像置乱,以及采用Chen系统产生的混沌序列加密的图像加密算法。先由Logistic系统构造的二维非线性动力系统产生的混沌序列形成扩散矩阵和Arnold映射矩阵,然后在基色上对彩色图像进行扩散,并在不同的位平面对彩色图像进行置乱,最后用Chen系统产生的混沌序列对置乱后的图像进行加密。该算法实现简单,能够抵御多种攻击,且容易用硬件实现。     

一类基于行列式计算思想的图像置乱加密算法

以图像信息安全问题为背景,根据行列式计算的思想,提出了一类新的数字图像置乱加密算法的构造方法,具体构造了两个置乱加密算法,计算出了它们周期,并对图像置乱以后在伪装图像(Stego-image)中的隐藏效果和伪装图像(Stego-image)抗压缩和篡改的免疫性进行了实验分析,表明该类算法中存在一些算法用于图像置乱加密是有应用价值的。     

整合ChaCha20哈希运算的分块扩散自适应图像加密算法

目的 针对数字图像网络传输安全性和混沌加密算法自适应差的问题,提出一种基于ChaCha20哈希运算的分块扩散自适应图像加密算法(BDCH)。方法 BDCH算法首先通过分段线性混沌映射(PWLCM)产生的混沌序列填充明文图像,使其成为方形图像;其次,利用初始输入密钥及明文图像总和,通过ChaCha20哈希运算生成8×8的初始哈希矩阵,并与PWLCM混沌映射生成的伪随机序列作用,联合产生哈希密钥矩阵,PWLCM的迭代初值选取为初始密钥矩阵均值、初始密钥及明文图像归一化均值;然后,利用Arnold和PWLCM映射同步置乱扩散整幅图像,并分成互不重叠的8×8大小图像块;最后,采用哈希密钥矩阵对图像块进行两轮扩散,完成图像加密。结果 灰度及彩色图像的计算机仿真与性能分析表明,BDCH算法的信息熵、峰值性噪比、密钥敏感性指标优于其他加密算法,并且解决了直接使用初始哈希矩阵会产生的弱密钥问题,密钥空间大。结论 结合同步置乱扩散和哈希密钥矩阵非线性分块扩散的BDCH算法可有效抵抗各种攻击,安全性高、自适应性强,适合各种类型的灰度及彩色图像加密,潜在应用价值大。     

基于混沌理论的S盒图像置乱加密算法

基于AES中的S盒理论,针对S盒的一一映射的特性对图像分块进行图像像素字节位置的置乱,提出了S盒图像置乱算法,在基于S盒图像置乱的标准算法引入混沌理论,产生混沌随机序列,提出S盒图像置乱加密的改进算法;并通过三种测试方法:抗剪切测试、高斯白噪音测试和分布均匀性测试以及客观评价方法就具体实例分析这种算法的安全性和抗剪切能力;最后将其与标准算法进行比较研究。     

基于均匀置乱的图像位置置乱衡量方法

由于图像置乱分成位置和像素值置乱两类,图像置乱衡量也从这两方面进行分析。目前基于像素值的衡量效果依赖于原始图像,存在局限性;基于位置的衡量随着置乱距离的不同效果也有很大偏差,同样存在局限性。从图像位置置乱的实质出发,提出均匀置乱的概念,从偏离度和均匀度的角度对图像位置置乱效果进行衡量。通过对大量实验结果的分析得出,该衡量算法可以准确地衡量图像置乱程度,与人的视觉评价保持一致,具有可行性和有效性。     

基于相邻像素间位异或的图像置乱算法

针对数字图像的传输安全问题,提出了一种基于相邻像素间位异或的图像置乱算法。该算法首先根据每个像素和它前面相邻的像素进行按位异或运算,然后对其按照某种规则进行像素值的交叉换位,再次改变像素点的灰度值,从而提高图像置乱效果。实验结果初步显示,该算法与Arnold等现有的置乱方法相比,置乱后的图像不仅直方图发生了显著改变,而且置乱图像的统计特征更像白噪声,更加适用于图像文件的加密传输和秘密图像信息在数字水印技术中的置乱预处理。     

适合于网络传输的二次置乱图像加密算法

为了保证数据的安全性,在网络中传输的图像数据常需要进行加密处理。在这一过程中,不但要考虑加密算法的安全性,还需要考虑加密算法对码率的影响,以及图像传输的实时性要求。提出了一种基于二次置乱的图像加密算法,该算法将图像按一定的大小划分成若干宏块,对每一行的宏块进行置乱。然后在离散余弦变换的基础上,对量化以后每个8×8矩阵随机选取前任意数量的交流（AC）系数并进行置乱。理论分析和实验结果表明,该算法既保证了网络传输过程中图像内容的安全性,又在码率、运算复杂度上有很好的性能,平均码率增长6.478％,满足网络传输的实时性要求。同时,该算法满足格式兼容性并具有一定的容错能力,适合作为基于网络传输的图像加密算法。     

基于改进遍历矩阵和像素值扩散的通用图像加密算法

为了提高遍历矩阵的随机性和安全性,实现对图像信息的有效保护,提出了遍历矩阵构造的新方法,并结合像素值扩散设计了一种有效的图像加密算法。首先,利用混沌序列构造出完全不依赖载体图像灰度值的整数遍历矩阵,并利用此矩阵在图像空域进行迭代置乱,改进了传统遍历仅按特定路线扫描的局限性,以及对遍历周期和次数的过分依赖性;接着采用一个均匀分布的新混沌数列实现像素值扩散,改变了图像的统计特性,并使混沌映射不可逆;最后,构造出符合密码使用习惯的密钥生成系统,形成相对完整的加密体系,实现了图像加密。从统计特性、密钥空间、像素相关性、密钥敏感性、差分分析等多方面对算法的安全性进行了分析,结果表明,算法密钥空间大,抗攻击能力强,安全性高,实用性强。     

基于全距置换的数字图像加密

全距置换可以打乱数据的位置,同时又能使元素间距离的所有可能性都出现。所以从换位角度看,全距置换具有良好的密码学性质。将全距置换引入到图像加密的领域,提出了两种利用全距置换对数字图像进行加密的算法。     

基于约瑟夫和Henon映射的比特位图像加密算法

针对传统的图像加密算法,加密策略与待加密图像无关且对像素的置换和混淆往往被拆分为两个耦合性较低的孤立环节所带来的安全问题,提出基于约瑟夫遍历和广义Henon映射的图像比特位加密算法,将待加密图像安全哈希算法1(SHA-1)摘要和用户选定的加密参数联合作为密钥,驱动广义Henon映射对改进的用于位点置换的约瑟夫遍历映射的起始位置、报数间隔和报数方向进行随机扰动,从而使不同的加密图像和加密参数实质对应于不同的位点置换过程,并添加了位点混淆过程以提高位点置换的安全性.实验表明,所提算法可有效地抵抗选择性明文攻击,具有较大的密钥空间和较好的加密性能.     

基于离散分数余弦变换的图像加密算法研究*

为了提高图像加密的效率和安全性,采用态函数线性组合法构造了一种离散分数余弦变换函数,利用其良好的正交性能及具有分数阶参数和周期参数的特点,提出了一种基于离散分数余弦变换的图像加密新方法。该加密算法采用了图像分块（图元）的方法。将图像分成大小不同的图元,使用离散分数余弦变换对每个图元分别进行行变换和列变换,从而完成对图像的加密。实验结果分析表明,该算法的加密效果、效率和抗穷举攻击能力是令人满意的。     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

为了有效改进图像的加密效果及安全性,在对已有的图像加密算法进行分析的基础上,提出基于混沌映射的位变换和DNA序列的图像加密算法。首先,采用混沌映射生成置乱序列对图像在位平面进行置乱,同时达到了图像置乱和扩散的双重加密效果。然后,利用DNA编码规则,对置乱后的图像编码,进行DNA运算,实现图像的扩散。实验结果表明,该算法密钥空间足够大,密钥敏感性较强,具有较好的安全性。     

基于混沌的一种图像加密算法*

基于二维时空混沌模型,给出了一种时空混沌二值序列的产生方法,并对其性能进行了分析。结果表明,该种序列消除了相邻点的相关性,改善了统计分布特性,并利用此方法产生的序列对灰度图像进行加密。仿真结果表明,用该方法产生的序列对图像加密后,其相邻像素点的相关性很低,并对其密钥敏感性和统计特性进行了分析,均说明该方法应用于图像加密很有效。     

基于改进的Liu混沌系统序列的图像加密算法

为了提高混沌序列的复杂性和伪随机性,首先,对Liu混沌系统生成的混沌序列进行了改进,使改进后的序列具有理想的伪随机特性;然后,利用改进的Liu系统混沌序列对图像进行加密,提出了置乱与替代相结合的加密算法。实验表明该算法具有较强的抵御穷举攻击、统计攻击、已知明文攻击能力,因此,算法具有较高的安全性。     

复合级联混沌的彩色图像加密算法

分析了目前基于混沌系统的彩色图像加密算法,其中发现在混沌彩色图像加密过程中安全性方面的不完善,并在此基础上提出了一种新型的基于级联混沌的多重像素置乱彩色图像加密算法。该算法采用了Kent-Logistic的级联混沌与Henon离散混沌的复合系统,同时结合Arnold映射和像素排列切割的多重像素置乱方法,使得图像像素值和像素位置全盘置乱扩散,从而达到明文图像信息完全隐藏的密文效果。仿真实验表明,该算法不仅能有效抵抗选择明文（密文）攻击、统计特性分析、差分攻击,而且还具有加密效果好、密钥空间大等优点。