一种混合型混沌图像加密算法的设计

本文设计了一种结合Cat和Logistic映射的混合型混沌加密算法。首先文章给出了该图像加解密的算法流程,在置乱变换和扩散变换主要算法程序的基础上,对实验结果从密钥空间、图像的直方图、图像的相关性、图像的信息熵等方面进行了分析,证明该算法对图像信息加解密具有良好的效果。     

自适应分块的医学图像混沌加解密算法

针对现有基于混沌的医学图像加密算法未考虑图像纹理特征的不足,提出了一种自适应分块的医学图像混沌加解密算法。首先利用2D Sine Logistic混沌系统生成两个具有良好混沌特性的安全序列;然后将图像分成固定尺寸的图像块,并计算图像块的最大像素差和方差,根据设定的阈值将图像块划分成纹理平滑块和纹理复杂块;最后利用混沌序列1对平滑块进行密文反馈加密,利用混沌序列2对复杂块进行明文反馈加密,得到加密后的图像。算法有效地考虑了图像块的纹理特性,优化了混沌加密算法,提高了医学图像的加解密效率。实验仿真结果表明,提出的算法具有高的安全性和加解密效率,相比现有方法加解密速度提高1倍左右。算法适用于大数据量的医学图像实时加解密。     

在线混沌图像保密通信研究

本文利用像素值替代和图像位置置乱相结合的方法进行图像信息的加解密,设计并实现了一个网络在线混沌图像保密通信系统,具有保密性和实时性。系统采用Lorenz和Logistic混沌系统,通过密钥同步方案,信息被实时加密后经TCP协议传输;由于混沌映射的初值敏感性和伪随机特性,传输的信息很难被破译,具有较强的保密性。本文对系统的实现方法进行了研究,通信结果表明该系统具有较好的保密性和实用性。     

图像加密预览算法

针对解密一个加密图像耗时长的问题,基于混沌帐篷映射加密算法提出一种图像加密预览算法。算法首先采用图像识别与图像分割技术选择图像关键区域或采用图像缩略图技术生成原图像的预览图像;然后利用混沌帐篷映射加密算法分别对原图像及其预览图像进行加密;最后将加密后的原图像和预览图像进行整合生成加密图像。该算法在解密原图像前先解密预览图像,实现加密图像预览功能。实验表明,该算法可以对加密图像进行解密前预览,预览效果好,耗时短。     

基于L-P混沌映射和AES的图像加密算法

针对AES加密算法轮密钥的相关性强,容易遭遇强力攻击和Square攻击,提出了基于L-P混沌映射和AES的图像加密算法.加密时,先结合图像明文信息,确定一维混沌映射Logistic和PWLCM的相关参数,并分别进行迭代,为产生混沌序列做准备.再次将Logistic和PWLCM混沌映射交叉迭代,产生的两个混沌序列进行异或扩散操作,作为初始轮密钥,在AES加密操作前,先将状态矩阵的奇偶行分别与两个混沌序列进行异或扩散操作,并减少AES算法轮数,从而产生密文图像.解密时,先通过MD5数字签名算法,获取加密时混沌映射Logistic和PWLCM的相关参数,再按加密的逆过程进行解密.通过MATLAB仿真,分析算法的性能及安全性,包括密钥敏感性、直方图、信息熵、像素相关性、差分攻击、鲁棒性,抗剪切能力、运行时间等,结果显示,相对于标准AES图像加密算法,减少了运行时间,具有更好的安全性.     

基于复合混沌序列的动态密钥AES加密算法

为了解决传统AES算法因种子密钥固定和密钥空间确定所导致的安全性降低的问题,将混沌序列加密和传统AES算法相结合,提出一种基于复合混沌序列的动态密钥AES加密算法并完成软件实现。该算法采用私钥构造加解密两端的同参Logistic和Tent双混沌系统,通过迭代与明文长度相关的次数产生交叉复合混沌序列,进而量化映射为AES分组的动态初始密钥进行AES加解密。安全性分析、统计检测和性能测试实验的结果表明,该算法具有安全性高、适应性强、运算速度快等优点,非常适用于跨平台无线数据安全传输等应用场合。     

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。     

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。     

一种基于交叉混沌序列的图像加密算法

当前研究的混沌加密算法大都是基于单级混沌系统或低维的混沌加密技术,而这些混沌映射的密钥空间太小,可以轻易地被破译,它们还不算具有严格密码学意义上的保密性。文中提出了一种利用Logistic映射与Chebyshev映射作为2个混沌发生器的算法,在这种交叉混沌映射的图像算法中,不仅通过加密矩阵对图像像素进行灰度置乱,而且根据离散映射生成相应的符号矩阵和置换矩阵。实验结果证明了该算法实现简单,计算量小,且图像的解密结果对混沌序列的初始值有较强的依赖性,安全性高,同时也证明了给出的图像置乱度能更好地反映图像加密前后的视觉差别和加密效果。     

混沌加密与常规加密复合的图像保密通信系统

提出了一种新型的图像保密通信技术。利用混沌序列对初值敏感性、伪随机性的特点,在发送端,将图像信息用混沌序列加密。再通过常规加密技术DES进行二次加密。接收端对收到的信号进行相应的图像解密,恢复出原始图像。这样,可实现对图像的混沌序列与DES的级联加密,发挥它们各自的优点,使保密通信的安全性得到提高。计算机仿真结果表明该方案的有效性。     

一个新的图像保密通信系统设计方案

提出了一种新型的图像保密通信技术。利用混沌序列对初值敏感性、伪随机性等特点,在发送端,将图像信息首先经过常规加密技术DES加密,然后再经过混沌序列进行二次加密。接收端对收到的信号进行相应的图像解密,恢复出原始图像。这样,可实现对图像的DES与混沌序列的级联加密,发挥它们各自的优点,使图像保密通信的安全性得到提高。计算机仿真结果表明该方案的有效性。     

Hybrid image crypto system for secure image communication– A VLSI approach

This work presents permutation and diffusion based hybrid image crypto system in transform domain using combined chaotic maps and Haar Integer Wavelet Transform (HIWT). HIWT is used to transform the plain image and four sub-bands of the image coefficients are encrypted by combined chaotic maps. The combination of two one-dimensional chaotic maps results in better chaotic behavior and generates unpredictable large random sequence that can be used for the encryption of the image. To manage the trade-offs between security, speed and power consumption, the proposed encryption algorithm is modeled in Cyclone II Field Programmable Gate Array (FPGA). The proposed design occupies only 4025 logical elements and takes 0.28 ms for encrypting an image of size 256 × 256. Robustness of the algorithm is estimated using quality metrics including statistical and differential attack analysis. The proposed scheme is resistant to most of the known attacks and is more secure than other image encryption schemes.     

双混沌映射的图像加密技术

为了提高图像加密算法的安全性和高效性,提出了一种分段Logistic混沌映射与Cat映射相结合的双混沌系统。首先由改进后的Logistic映射确定选用哪种映射进行迭代,从而确定混沌密钥,最后对算法的安全性进行分析。实验结果表明,该算法的密钥空间较大,并具有较高的初值敏感性和抗攻击能力,是一种新的有效的图像加密算法。     

基于混合混沌与位分解的图像置乱改进算法

针对当前基于混沌系统的图像置乱算法中所存在的“平凡密钥”现象,对一种基于Logistic混沌序列与位交换的图像置乱算法进行了分析,给出了改进算法。算法采用Logistic与Chebyshev混合混沌映射交替迭代生成混沌序列,在完成像素点重新散布后,根据其位置信息截取混沌二值序列实现对像素灰度值的加密。仿真实验结果表明,该算法具有良好的图像置乱效果及更好的安全性。     

A novel image encryption algorithm based on piecewise linear chaotic maps and least squares approximation

In this paper, we propose a novel image encryption algorithm based on chaotic maps and least squares approximations. The proposed algorithm consists of two main phases, which are applied sequentially in several rounds, namely a shuffling phase and a masking phase. Both phases are based on 1–dimensional piecewise linear chaotic maps and act on the rows/columns of the input plain image. Least squares approximations are used to strengthen the security of the proposed algorithm by providing strong mixing between the rows/columns of the image. Simulation results show that the proposed image encryption algorithm is robust against common statistical and security attacks. We present thorough comparison of the proposed algorithm with some existing image encryption algorithms.

     

一种基于高维混沌系统的彩色图像加密新算法

根据高维混沌系统具有更高安全性的特点,提出一种基于统一混沌系统和广义猫映射的彩色图像加密新算法。该算法先利用广义猫映射分别实现空域彩色图像三基色置乱变换,然后由统一混沌系统输出的三维混沌序列分别实现空域彩色图像三基色逐像素替代变换。研究结果表明,该算法具有良好的像素值混淆、扩散性能和较大的抵抗强力攻击的密钥空间,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,且相邻像素的值具有零相关特性,证明了所提出方案具有较高的安全性。     

利用HVS特性与混沌映射的图像水印算法

提出一种基于混沌序列的图像空域水印算法。首先通过亮度、边缘、纹理特性计算出每象素视觉因子;然后由视觉因子和混沌映射确定每象素水印嵌入比特位;最后通过替换方式嵌入水印。水印提取时不需原始图像的参与,实验表明算法具有较好的水印透明性,并对一般信号处理攻击是鲁棒的。     

一种基于改进的混沌猫映射的图像加密算法

混沌系统对初始条件和混沌参数非常敏感,生成的混沌序列具有非周期性和伪随机性的特性,近年来在图像加密领域中得到了广泛的应用。该文提出了一种基于改进的混沌猫映射的图像加密算法,该算法利用混沌猫映射和扩散函数相结合来对数字图像进行置乱加密。改进后的混沌猫映射不仅可以基于像素点进行空间域的变换加密,而且可以基于色度域进行变换加密,从而可以有效地抵抗统计攻击。实验结果表明,提出的算法能够得到令人满意的加密效果。     

一种新型的分段Logistic混沌扩频通信算法

混沌序列作为扩频系统中的扩频码,具有序列丰富、保密性好等特性。针对传统的Logistic混沌序列及其改进型在序列遍历性和随机性等方面不太理想的问题,提出了一种新型的分段Logistic混沌扩频通信算法。在分析了所提混沌序列的随机性、相关性、初值敏感性和Lyapunov指数的基础上,将其应用于扩频通信系统中。仿真结果表明:新序列较传统的Logistic混沌序列及其改进型作为扩频通信地址码,在误码率和信息保密特性方面有很大改善,从而证明了新算法的有效性。