基于密钥矩阵序列的视频乱序加密方法*

提出RMSP(Random Matrix Sequence Permutation)方法,同时完成帧内宏块(MacroBlock,MB )之间、块内VLC(Variable Length Coding)码字之间双重互补的乱序加密,并利用随机序列生成随机乱序密钥矩阵序列,供每帧和每块依次用不重复的密钥矩阵对MB和VLC码字乱序。RMSP方法完全保持编码格式和压缩率,具有对应序列密码的抗攻击能力且明文信息完全隐藏的特点,速度快约四倍,适用于MPEG、H.26x及JPEG等主流编码信号加密,可制作单独模块。     

傅里叶变换耦合DNA编码的图像加密算法

为提高光学加密系统的安全性与敏感性,设计分阶Fourier变换耦合DNA序列编码的光学图像加密算法.利用SHA-256方法来处理初始明文,形成一个256位密钥,并将其转换为密钥矩阵;引入DNA编码,对明文实施编码操作,得到一个DNA序列矩阵,将其与密钥矩阵完成XOR操作,输出混淆密文;根据256位密钥计算Lorenz系统的初始条件,通过迭代,获取3个随机序列,并将其转换为对应的混沌矩阵,利用不同阶数的Fourier变换,联合3个混沌矩阵,借助光学调制掩码对混淆密文进行级联光学加密.测试结果表明,相对已有光学加密技术,所提方案拥有更高的安全性,呈现出更强的抗明文攻击特性.     

自编码和超混沌映射相结合的图像加密算法

为了提高图像加密结果的安全性,提出一种自编码、混沌和超混沌相结合的图像加密算法.该算法利用主控密钥确定改进的离散Henon映射参数,并经多次迭代产生图像大小的中间密钥矩阵;对其自归回编码和Logistic混沌映射扰动产生随机序列;与二维离散超混沌映射产生的随机序列经改进的三维Lorenz可逆映射相融合形成复合密钥序列;对图像像素采用一种新的二维可逆积运算操作实现正反向扩散加密产生密文图像.实验结果表明,文中算法具有良好的加密性能,能明显地抵抗差分和选择明文等攻击.     

基于混沌序列的双重加密安全网络编码方案设计

针对当前对抗全局窃听的网络编码方案计算量大、占用带宽大、安全性不高等问题,提出一种基于混沌序列的双重加密方案。首先,利用密钥对传输数据的最后一维进行加密,加密时用数据本身扰动混沌序列;然后,用另一密钥和随机数密钥生成编码系数矩阵,此时用m序列对混沌序列进行扰动;最后,用得到的编码系数矩阵对未加密消息和加密消息进行线性组合,实现对抗全局窃听。由于编码系数矩阵是由密钥生成的,不需要在信道中传输编码系数,相对于实体网络编码（SPOC）方案,所提方案节省了网络中对编码系数传输的带宽开销。分析和实验结果表明,该方案提高了网络的安全性能,对唯密文攻击和已知明文攻击都能起到作用,并且提高了传输效率,算法复杂度适中。     

基于Arnold映射的分块双层自适应扩散图像加密算法

目的 针对图像安全保障问题,提出一种基于Arnold映射的分块双层自适应扩散数字图像加密(BDAM)算法,提高图像加密效率及安全性.方法 首先利用Logistic映射、Tent映射和Sine映射,进行两两组合构建3种新1维混沌映射,提取初始混沌序列;然后定义一个与明文图像矩阵大小相同的初始加密图像矩阵,对其进行分块,预处理Arnold映射参数,正反向联合映射将明文图像矩阵中随机位置像素值,存入初始加密矩阵随机块中的随机位置,并同时进行块内像素、块间自适应扩散,直至填满初始加密矩阵,完成加密.结果 针对多种类型灰度图像,通过仿真实验与性能对比分析表明: BDAM算法在信息熵、密钥空间、相关性、敏感性等方面均优于其他加密算法,置乱效果好,对密钥及明文的敏感性高,可取得较好加密效果.结论 结合随机置乱的分块双层非线性自适应扩散BDAM算法可有效抵御多种攻击,安全性较高,适用于各种类型灰度图像加密,具有潜在应用价值.     

基于宏块编码信息自适应置换的H.264/AVC视频加密方法

云存储的发展使人们愿意将个人视频数据传输至云端,但伴随而来的数据安全问题日益突出,选择加密是对视频进行隐私保护的有效手段之一.针对目前H.264/AVC视频选择加密方法普遍存在安全性不足的问题,文中提出了一种基于宏块编码信息自适应置换的H.264/AVC视频加密方法.该方法根据宏块的编码类型逐帧自适应生成伪随机序列,利...     

基于伪随机序列的宏块置乱视频加密方案

研究了基于宏块置乱的视频数据加密技术。该技术首先采用m序列来产生一个超长周期的伪随机序列,然后用该序列顺序生成完全不重复的宏块置乱矩阵,最后对每个视频帧依次用不同的置乱矩阵置乱。实验结果表明,该方案加密速度快效果好,并且安全性高,不会增加码流,不改变码流格式和结构特征。     

基于混沌序列和扫描模式的视频加密算法的研究

提出了一种新的基于混沌序列和扫描模式的视频序列加密算法.该算法利用扫描模式通过对二维存储空间的不同访问方法来产生非常大的扫描路径或空间填充曲线,并使用正规语言来确定扫描模式.视频加密的过程通过求解视频序列中的相邻帧之间的差值矩阵,然后压缩该差值矩阵,最后再用扫描模式和混沌序列对该差值矩阵进行加密.基于混沌序列和扫描模式的置换和替代操作,组合成了具有良好密码特性的非线性耦合结构,而且在每次迭代过程中使用了密钥的融合操作,提高了加密算法的安全性.实验以Tennis等标准视频序列进行仿真,结果表明,该算法具有良好的加密安全性和效率.     

H.264帧内4×4块预测模式选择快速算法研究

在H.264视频编码过程中,编码时间受诸多因素的影响,如帧间/帧内模式选择、运动估计(ME)、率失真优化(RDO)等。为了以较快速度和较好质量进行编码,针对H.264帧内模式选择,提出了一种适用于H.264帧内4×4块预测的模式选择快速算法。该算法利用帧内4×4块最优预测模式与和它相邻的预测模式之间率失真代价(RD Cost)的高相关性,以及绝对变换误差和(SATD)与率失真(RD)性能之间的强相关性,有效地跳过一些不太可能的预测模式,从而使帧内4×4块模式选择过程只需进行4次率失真代价计算即可。实验结果显示,该算法在编码性能和编码速度之间取得了很好的折衷。     

基于混沌占空置乱和DNA编码的图像加密算法

为了增强加密图像的安全性,提出一种新的基于混沌占空置乱和DNA编码的图像加密算法。首先根据一种离散混沌映射产生的伪随机序列使用占空法对图像矩阵的行和列进行随机交换,相比一般的混沌置乱大大提高了运算速度。然后利用另一种离散混沌映射产生两个伪随机序列分别对图像矩阵的前n行像素点和其余像素点进行异或运算生成加密图像。最后利用DNA编码规则,对图像矩阵中像素点灰度值的每两位二进制位分别进行对应的互补替换,达到图像扩散的目的,最终生成加密后的图像。对算法的统计特性、密钥敏感性及密钥空间进行仿真验证与分析,对算法的复杂性进行理论分析,分析结果显示该算法具有较高的安全性。     

多重周期序列联合线性复杂度及其快速算法

周期序列的线性复杂度是衡量流密码系统安全性能的一个重要指标。近几年人们注重对多重周期序列的联合线性复杂度的研究。该文给出了Fp上周期为Pn的多重周期序列联合线性复杂度的一个新的表达式，介绍了周期为Pn的随机多重周期序列联合线性复杂度分布的计算方法，提出了一种周期为Pn的多重周期序列联合线性复杂度的快速算法。     

一种混沌流密码算法设计与实现

提出了一种基于Logistic混沌映射的流密码算法,该算法利用混沌本身所具有的随机特性,提出了一种新的对混沌系统扰动的方法。通过编码算法以及在混沌随机序列数字化的基础上引入一种新的非线性变换算法,以抵抗对混沌流密码系统的各种攻击。经统计测试和相关分析,密钥序列具有较高的线性复杂度和良好的密码学特性。整个加密系统的周期性大、灵活性好,加密模型还可以推广到其他混沌系统。     

复合非线性混沌系统伪随机数发生器产生算法

基于传统的特征多项式和寄存器设计的伪随机数发生器具有速度慢、生成代价高和周期短等缺点,通过非线性Logistic映射系统和分段映射描述了复合混沌系统的基本性质,设计了一种基于复合非线性混沌系统的伪随机数发生器的产生算法,基于此设计了新的复合混沌流密码的加密系统。理论和实验结果证明该伪随机数发生器产生的随机序列具有良好的密码学性能,产生密钥空间大,能有效抵御穷举和统计分析攻击。该复合系统具有安全性高、代价低和伪随机特性好的特点。     

随机混沌动力系统组及序列加密算法

简要分析了已有混沌加密算法的特点。为提供更有效的加密方法,提出了随机混沌动力系统组的概念。该系统组在一定条件下能构造出动力行为复杂的混沌子系统序列。基于此设计的序列加密算法,其加密过程受密钥、明文、系统组随机特征等多重因素影响,具有较高安全性。实验表明,该算法加密效果较好、密钥空间较大且易于实现。     

VFP数据库中混沌加密算法设计与实现

作为主要密码技术之一的序列密码,它的安全强度完全取决于其所产生的伪随机序列的好坏。而混沌系统具有对初始条件敏感性、随机性、相关性等优良的密码学性能,能够产生性能良好的伪随机序列,所以很适合于序列加密。文中分析了基于Logistic混沌映射的加密算法原理;给出了一个基于该算法的具体加密/解密算法;利用VFP工具具体实现了加密/解密算法,并用该算法对一个具体实例进行了加密。实验结果表明混沌加密算法完全可以满足VFP数据库应用系统保密的要求。     

VFP数据库中混沌加密算法设计与实现

作为主要密码技术之一的序列密码，它的安全强度完全取决于其所产生的伪随机序列的好坏。而混沌系统具有对初始条件敏感性、随机性、相关性等优良的密码学性能，能够产生性能良好的伪随机序列，所以很适合于序列加密。文中分析了基于Logistic混沌映射的加密算法原理；给出了一个基于该算法的具体加密／解密算法；利用VFP工具具体实现了加密／解密算法，并用该算法对一个具体实例进行了加密。实验结果表明混沌加密算法完全可以满足VFP数据库应用系统保密的要求。     

抵抗滑动攻击的LEX算法改进

ECRYPT项目中的流密码LEX算法中每组AES加密过程使用相同的加密密钥,这导致其易受到滑动攻击。利用AES的密钥扩展算法改进了流密码LEX算法的密钥采用方案,改进后算法能够有效地抵抗滑动攻击。     

混沌映射和流密码结合的图像加密算法仿真

为了有效改进彩色图像加密的效果和安全性,在对采用混沌映射的图像加密算法研究的基础上,提出一种结合混沌映射和流密码的彩色图像加密算法。加密过程采用置乱-扩散结构:在置乱阶段首先根据输入图像初始化Kent混沌系统,再利用Kent混沌系统生成ZUC-256流密码算法的初始密钥和初始向量,ZUC-256算法随后生成随机序列对彩色图像进行R、G、B三轮像素值置乱。在扩散阶段同时使用Kent混沌系统和ZUC-256流密码算法生成的随机序列对输入图像的像素值进行扩散。仿真结果显示,提出的算法具有加密算法简单、密钥空间大等特点,能较好地抵抗差分分析攻击、统计特性攻击。     

基于压缩传感的视频水印算法

针对压缩域视频流的完整性认证问题,提出了一种基于压缩传感（CS）的视频水印算法。以H.264压缩视频流为研究对象,通过对视频序列的I帧进行压缩传感随机投影,得到少量的测量值,经过量化和置换加密,最后以水印的方式嵌入到P帧具有最大运动矢量幅值的宏块中。认证时,从含水印视频序列的P帧提取水印,并对I帧进行相同的压缩传感随机投影,通过比较测量值的差异,实现对视频的完整性认证。仿真结果表明,该算法具有较好的视频质量,对码率的影响较小,对帧删除、帧插入、重压缩等攻击具有较强的鲁棒性。     

基于H.264 的混沌视频加密系统

为了解决视频信息的安全问题,提出了一种基于视频编码标准H．264／AVC的混沌视频加密算法。利用流密码加密简单、运算速度快等优点,采用Logistic离散混沌序列对H．264／AVC标准的CAVLC（基于上下文的自适应变长编码）熵编码阶段的码流进行加密,并从算法的安全性、加密效率等方面进行分析。试验结果表明：该加密算法在保证视频内容信息安全性的前提下,不改变码流的结构,具有良好的实时性和快速性。