基于MD5算法和Logistic映射的图像加密方法研究

文章提出一种基于MD5算法和Logistic映射新的图像加密方法,首先通过Logistic映射和MD5算法生成像素位置置乱表,由位置置乱表对图像进行位置置乱;然后利用Logistic映射生成二维混沌矩阵,通过混沌矩阵对图像进行灰度置乱。实验结果表明,该方法能有效地实现图像加密,并对密钥有较强的敏感性,抵御攻击的能力强。     

一种基于混沌的图像置乱算法

本文提出了一种新的基于混沌系统的数字图像置乱算法,并将其应用于图像加密.该算法用Logistic映射产生的混沌序列值,离散化后构造出对换规则矩阵和横向、纵向移动量矩阵,通过遍历图像中的每个像素点,根据规则和图像中的另一像素点进行对换置乱.实验结果分析表明,该算法具有很好的置乱效果,有较好的加密效率和安全性.     

基于新余弦混沌映射的视觉安全图像加密算法

考虑到目前图像加密算法缺少了对加密后图像的视觉安全的保护,将新余弦混沌映射和贝叶斯压缩感知进行结合提出一种视觉有意义的图像加密算法是非常有价值的.首先,基于余弦函数提出了一个新的一维混沌映射用于构建受控测量矩阵,除此之外,所提出的新余弦混沌映射能够更好地扰乱图像的强相关性.其次,通过二维Arnold置乱算法对明文图像的小波包系数矩阵进行置乱.然后,借助混沌测量矩阵和双向加模扩散策略对置乱后的秘密图像进行压缩和加密.最后,通过最低有效位嵌入算法将秘密图像嵌入到经过生命游戏混合置乱后的载体图像中以得到一幅具有视觉意义的密文图像.仿真结果和安全性分析表明在保证视觉安全性和解密质量的前提下所提加密算法具备可行性和高效性.     

基于多混沌映射算法的图像可逆化加密仿真

原图像经过对矩阵元素随机打乱可得到加密图像,加密后的图像可以有效防止已知攻击。可逆映射可以高效地实现像素置乱,但由于离散混沌序列的初始条件较为敏感,因此像素扩散置乱难度较大。为此提出基于多混沌映射算法的图像可逆化加密方法,在图像加密过程中,采用扩散置乱和Arnold变换置乱图像,通过Logistic映射系统和Chen系统生成离散混沌序列,置乱后图像中红、绿、蓝三基色分别执行异或运算,从而输出加密图像。在图像解密过程中,分别对扩散置乱、Arnold变换以及图像加密执行逆映射,输出解密图像,完成图像可逆化加密。实验结果表明,所提方法密钥敏感性和原图与解密图像像素值分布更均匀、相邻像素相关性更低,鲁棒性更强。     

基于双混沌映射的图像加密算法

提出了一种基于Logistic和Henon混沌映射的图像加密方法.首先利用Logistic混沌动力学系统产生的混沌序列,通过动态量化算法增强其随机性和复杂性,对原始图像进行混沌置乱,得到置乱图像.然后对Henon混沌映射产生的序列进行量化变换,产生"异或"矩阵,与置乱后的图像进行"异或",实现对图像的加密.仿真实验表明,该方法具有良好的加密效果和较强的安全性.     

基于改进Logistic映射的混沌图像加密算法

经典Logistic映射存在系统参数范围受限、混沌序列分布不均等问题。对Logistic映射进行改进并将其应用于图像加密中,设计一种置乱与扩散同时操作的图像加密算法。对经典Logistic映射增加模运算并对其所生成序列进行二进制比特重排,利用改进Logistic映射生成具有更好混沌特性的伪随机序列并用于加密系统的置乱和扩散阶段。将所生成的伪随机矩阵与明文图像矩阵进行异或操作以实现明文图像预加密。在此基础上,采取置乱与扩散同时操作的策略以置乱和扩散预加密后的图像从而得到密文图像。安全性分析及实验结果表明,该算法具有良好的加密性能和安全性,可以抵抗暴力攻击、差分攻击等常见攻击。     

一类广义混沌映射和矩阵非线性变换的图像混合加密

目的 为完善图像加密的理论及算法体系,并为图像加密实践提供性质优良的可行方案。基于Henon映射,构造了一类广义混沌映射：H-S（Henon Sine）映射,并以H-S混沌映射、矩阵非线性变换、矩阵点运算和取整运算为工具,运用序列重排和灰度变换技术设计了一种图像混合加密算法。方法 首先,将第1混沌密钥矩阵与像素矩阵进行非线性变换,通过对变换结果的随机排序,给出原始图像的置乱加密方法;其次,在置乱图像和第2混沌密钥矩阵之间实施与第1阶段参数不同的变换并应用取整运算实现灰度加密。再次,通过逆运算和逆变换实现图像解密。结果 由于混沌密钥、非线性运算和随机因素的联合作用,加密算法具有1次1密的特征,因而具有完备的抗攻击性能;同时算法结构简单、计算复杂度低而便于程序实现;算法规避了常用混沌加密对映射的可逆性要求,对任意大小的矩形图像都有效,具有广泛的适用性。结论 加解密仿真实验验证了算法的可行性和有效性,针对加密时间、图像灰度曲面、图像信息熵、加解密图像的相关性和相似性、密钥敏感性、差分攻击等展开全面的加密性能分析,佐证了加密方案的安全性和鲁棒性。同其他类型的置乱加密算法的比对佐证了算法的优越性。本文算法为任意大小的矩形灰度图像加密提供了参考方案,此方案经过适当调整即可应用于矩形彩色图像加密。     

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。     

用小波变换和混沌映射实现图像置乱

提出了一种基于小波变换和混沌映射的数字图像置乱加密算法。先对数字图像进行小波分解,再对变换后的小波系数进行混沌置乱,最后对置乱后的系数矩阵进行逆小波变换得到加密图像。实验表明,该算法具有令人满意的安全性和置乱效果。     

基于混沌序列的图像分块加密方法

为了提高图像的加密效果和加密效率,给出一种新的图像置乱加密算法。首先把一幅大的图像分解为适当大小的子块图像,给定适当的初始值和参数,以此作为密码生成混沌序列,再生成该混沌序列的主遍历矩阵,并以此矩阵对块进行置乱;然后再选择另一对初始值和参数生成混沌序列,并以该混沌序列的主遍历矩阵对每图像子块进行置乱加密。该算法的加密效果和加密速度明显优于Arnold、幻方等变换,该算法是一个有效的、实用的图像加密算法。     

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。     

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。     

基于复合混沌序列与小波变换的图像加密算法

针对单一混沌映射有可能退化为周期问题以及图像置乱加密计算量大的缺点,提出了一种基于复合Logistic和Chebychev映射与小波变换的图像加密算法。算法根据密钥控制复合混沌序列的初始参数,生成混沌序列,进而对图像进行置换加密,然后对加密后的图像进行小波分解,再对小波近似系数进行置乱加密。实验结果表明,该算法改进了单一混沌序列的退化问题,使混沌序列具有更好的随机性并改进了图像的直方图分布,算法具有良好的加密效果。     

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。     

二次广义cat映射的混合混沌图像加密算法

针对混沌图像加密的特点,为了提高加密的效果,提出了一种二次广义猫映射的混合混沌加密算法。该方法首先利用广义cat映射对像素点进行多次迭代,然后再利用广义cat映射进行多次置乱,并且置乱的次数与图像本身的像素值密切相关。再用广义Henon映射产生的混沌序列与置乱后图像进行扩散加密运算。实验和仿真结果表明该算法克服了以往算法不能抵抗选择明（密）文攻击的缺陷,并且有效解决了混沌系统随机性差、熵攻击、控制参数少等问题。同时具有密钥空间大,加密算法简单,能够较好地抵抗差分攻击、统计特性分析的优势,安全性高,加密效果好。     

Rssler三维混沌系统在图像加密中的应用

基于Rssler系统的三维混沌序列设计了一种既改变像素位置又改变像素灰度值的图像加密方法。使用Rssler三维混沌序列中的任意两维混沌序列控制像素的旋转与置换,剩下的一维序列变换像素的灰度。并且在Rssler混沌加密密钥的基础上,增加了置乱密钥,提升了密钥空间,方便了密钥管理。对比Chebyshev映射实现的空域复合加密方法,仿真实验表明该加密方案加密时间短、效率高、安全性好且易于实现。     

基于混沌序列和DES的彩色图像加密算法的研究

介绍了DES加密算法的基本特点,证明了DES异或运算的一个重要性质,并且结合了混沌序列的优良特性,提出了一种基于混沌序列和DES的彩色图像加密算法和解密算法。该算法首先由Ulam-von Neumann映射生成加密的密钥,然后对图像进行DES异或运算,得到加密图像。解密的过程就是需要得到与加密时相同的密钥,利用DES异或逆运算的性质得到解密图像。实验结果表明该算法能够得到令人满意的结果。