基于混沌系统和DNA序列运算的新型图像加密

针对数字图像加密算法复杂度高、安全性较差等问题,提出一种基于混沌系统的新型DNA混合图像加密算法.通过对相关算法进行研究,将混沌系统与DNA序列运算(延长运算、删除运算、缺失运算、插入运算)进行结合.根据DNA序列运算的思想,通过Chen和Lorenz混沌系统对原始图像执行DNA加法运算,成功得到了加密图像.仿真结果表明,与其他算法相比,该算法不仅加密效果好、安全性高、密钥量大,同时还具有很好的初值敏感性和抗攻击能力等优点.     

图像加密算法仿真研究

研究优化图像安全性问题.传统的利用混沌理论技术对数据加密时运算开销大、运算效率不高,导致图像安全性不高等问题.为解决上述问题,提出了一种利用混沌理论的独立密钥DES图像加密算法.首先将待加密图像看作是一个普通的数据流,然后采用混沌理论的混沌二值序列作为密钥对该数据进行加密.通过对混沌二值序列加密算法的设计,使得加密和解密运算开销和运算效率得到了较大的提高,具有较强的抗密钥穷举攻击和抗攻击的能力.仿真结果表明,提出的算法具有一定的有效性和实用性,对图像进行加密达到了更高的安全性.     

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。     

基于压缩感知和DNA编码的图像加密算法

针对传统图像加密算法安全性能差和传输效率低等问题,提出了一种基于压缩感知CS和DNA编码相结合的图像压缩加密算法。首先,采用CS对待加密图像进行预处理,在预处理过程中由克罗内克积KP构造测量矩阵并按比例缩小原始图像。接着,利用超混沌Bao系统产生的混沌序列动态控制DNA编码、解码和运算方式,对压缩图像进行加密和解密。最后,通过重构算法得到重构图像。该算法最大限度地利用了超混沌Bao系统产生的混沌序列,通过将生成的混沌序列整数化,对原始图像进行DNA扩散操作。仿真实验和结果分析表明,该算法能有效提高图像的传输效率和安全性。     

基于超混沌序列的Feistel结构图像加密算法

为了更好地将传统的Feistel加密结构应用在图像加密中,将加密与混沌系统结合起来,在混沌图像加密的基础上,提出了一种基于超混沌序列和Feistel结构的图像加密算法。首先应用Kawakami映射产生的混沌预处理加密序列,对图像进行预处理加密;然后将Logistic映射生成的初始值代入Hyperhenon映射产生加密序列,由产生的混沌加密序列作为Feistel加密结构的S盒;最后,利用Feistel结构对图像进行加密。仿真加密算法的同时对算法的加密效果和安全性进行了分析,实验结果表明,该算法具有较高的稳定性、安全性和加密效率。     

基于混沌序列密码的算法分析与实现

为获得一种基于混沌序列的图像加密算法,提出混沌序列对称加密算法对数字图像进行加密。设计了基于Logistic映射模型的混沌序列对称加密算法,实现对数字图像的混沌加密及解密。实验结果证明,算法简单易行,安全性好。     

基于小波变换的抗退化混沌图像加密算法

针对图像加密普遍存在高复杂度和安全性差的问题,结合抗退化混沌系统和小波变换,设计一种图像加密算法。利用Lorenz混沌系统,进行抗退化处理,生成混沌序列;使用小波变换,通过混沌序列对各子带系数进行置乱处理,同时对低频子带系数做扩散处理,小波逆变换后得到初始加密图像;对初始加密图像进行像素值的扩散和像素间耦合加密得到最终加密图像。仿真结果表明,该算法的密钥空间大,密钥敏感性强,可以抵抗各种攻击,具有较高的安全性和实用性。     

一种多级混沌图像加密算法研究

由于图像本身具有数据量大、像素点之间高相关性和高冗余性等特点,因此不能用一般的文本加密算法来进行图像加密。而混沌具有初始条件和参数敏感性、遍历性和混合性等优良特性,混沌图像加密是一种效率高、安全性好的图像加密方法。本文提出了一种多级混沌图像加密算法,首先对二维混沌进行离散和规范化,用其对图像像素点进行空间置乱,然后用混合混沌序列对图像的像素灰度值扩散进一步掩盖明文和密文的关系,因而该方法可以有效地抵抗统计和差分攻击。同时,对提出的算法进行仿真实验和安全性分析,结果表明该算法具有安全性高,加密速度快等特点。     

结合多混沌映射与DNA的彩色图像加密算法

针对低维混沌系统和单一的DNA加密方案的空间小、复杂度低等问题,提出一种基于多混沌映射与DNA的彩色图像加密算法.先利用Arnold变换对图像每分量进行图像位置置乱,利用Logistic混沌映射产生与明文图像大小相同的随机矩阵并进行分块操作,再进行DNA规则运算,其运算方式由Chen超混沌系统产生的混沌序列动态决定.仿真实验结果表明,算法加密与恢复效果良好,能有效地抵御各种统计攻击与差分攻击,具有良好的安全性、抗噪声性好、复杂高等加密性能.     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

针对Logistic映射应用于图像加密时迭代点比较集中、遍历性较差的问题,提出一种改进的基于斜帐篷映射与脱氧核糖核酸(DNA)理论的图像加密算法。利用斜帐篷映射产生2组混沌序列来置乱图像中像素的位置,对初步置乱后的图像进行DNA编码,使其成为一个DNA序列,再由斜帐篷映射产生一组混沌序列以置乱DNA序列,通过DNA反变换得到最终的加密图像。从安全性和置乱程度2个方面进行仿真分析,结果表明,与Arnold变换、Hilbert曲线等传统置乱方法,以及Logistic映射与DNA理论相结合的算法相比,该算法具有更好的加密特性。     

基于混沌序列的通用数字图像加密算法

为有效保护数字图像的信息,提出一种基于混沌序列的通用的数字图像加密算法。先根据密钥及图像大小产生一个混沌序列,然后根据子密钥及图像类型将其转换为无符号整数序列,最后再依次与对应的像素值进行异或运算以实现置换加密。应用评价指标对加密效果与安全性进行分析。理论分析与实验结果表明,该算法密钥空间大,具有良好的加密效果、安全性与统计特性,且抗干忧能力较强。     

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。     

混沌系统和DNA编码的并行遥感图像加密算法

目的 针对传统基于混沌系统的图像加密算法在加密遥感图像时存在速度差、安全性不足等问题,提出一种混沌系统和脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid,DNA）编码的并行遥感图像加密算法,提升图像加密的效率和安全性。方法 利用明文图像的安全散列算法256（secure Hash algorithm 256,SHA-256）哈希值修改混沌系统的参数和初始值,提高算法的明文敏感性,并通过2维Hénon-Sine映射置乱图像,打乱像素之间的分布规律;然后利用图形处理器（graphics processing unit,GPU）并行计算密钥序列,缩短加密时间,通过选择多个高维混沌系统和修改混沌系统初始值确保密钥序列的随机性;最后利用密钥序列和GPU对图像进行DNA并行加密,得到最终的密文图像。在DNA并行加密过程中,生成一种DNA-S盒,对DNA编码进行非线性替换。结果 在遥感图像以及普通彩色图像上的仿真实验和安全性分析结果表明,本文算法在加密遥感图像上速度达到80 Mbit/s以上,密钥空间大于10²⁰⁰,信息熵趋近于8,密文图像直方图平坦均匀,且通过了美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology,NIST）随机测试以及卡方检验;与其他算法相比,本文算法在密钥空间、相邻像素相关性、像素改变率（number of changing pixel rate,NPCR）、统一平均变化强度（unified averaged changed intensity,UACI）和信息熵等评价指标上更接近理想值。结论 本文算法在大幅提升加密速度的同时,保证算法足够安全,能够抵抗各种攻击,适合遥感图像以及大容量图像的保密存储和网络传输。     

基于快速混沌置乱的鲁棒型医学图像加密算法

针对现有基于混沌的医学图像加密算法的鲁棒性和效率不足,提出了一种基于快速混沌置乱的鲁棒型医学图像加密算法RMIEF-CS。算法利用两个低维的混沌系统交替迭代产生混沌序列,较好地解决了由于计算机精度有限而带来的混沌收敛问题;然后利用生成的混沌序列对图像明文数据流进行第一次置乱加密,对得到的密文采用新的混沌序列进行再次置乱得到最终密文。置乱过程中引入双向密文反馈机制增加算法的安全性和鲁棒性;算法利用低维的混沌系统生成密钥,在置乱过程中无需耗时的排序操作,并适合于任何形状的图像,具有较好的时间效率和通用性。通过仿真实验验证了RMIEF-CS具有较好的加密性能,并能在密文受损情况下解密出原始医学图像的近似版本。另外,RMIEF-CS比基于均匀置乱和混沌映射的加密方法在时间效率上提高6倍左右,因而能适用于大数据量的医学图像实时保密传输。     

基于DNA随机编码的真彩图加密算法

针对现有的结合DNA操作和混沌系统对真彩图像加密算法中存在的不足,提出一种新的真彩图加密算法。算法在对图像进行DNA编码及DNA加操作时都以混沌序列为映射随机编码图像信息。算法首先用二维Logistic映射随机编码真彩图分解后的R,G,B分量,从编码后的R,G,B分量中得到辅助参数修改超混沌系统的初值,将超混沌系统产生的混沌序列作为加密模板,再随机选择DNA加操作中的一种对编码后的图像序列和加密模板执行DNA加操作,最后随机解码DNA序列,合并R,G,B分量后得到密文图像。仿真结果表明,本文中提出的加密算法有良好的加密效果,并且能抵御穷举攻击、差分攻击和统计分析攻击。     

基于Logistic混沌序列的数字图像加密研究

离散的Logistic映射对初值和结构参数的改变具有极端的敏感性,在一定条件下能够产生混沌,并且产生的混沌序列具有类白噪声统计特性等特点。同时利用数字图像本身的特点和人类视觉系统的特性,先对原始图像进行压缩,再用混沌序列进行加密和传输图像,这样不仅可以减少存储空间,还可以提高加密和传输效率。该文基于以上特性提出了一个新的基于Logistic混沌序列的数字图像加密算法,仿真实例证明该算法是有效、可行的,而且具有较高的安全性。