基于混沌映射的图像快速加密改进算法

针对当前的三维混沌映射加密算法存在安全性不高,加密速度慢以及密钥空间小等不足,提出了一种新的三维混沌映射图像加密算法;首先利用快速置乱方法置乱初始图像,以改变像素位置;利用三维Chen系统结合像素值变换函数所生成初始外部密钥迭代三维混沌映射,得到一个序列,由此根据混淆机制对置乱图像像素值进行混淆;改变外部密钥,再迭代计算三维混沌映射,得到三元一维伪随机数组,借助密钥流机制量化该数组,得到新数组,由此根据扩散机制对混淆后的像素进行扩散处理;采用酷睿3.5 GHz双核CPU的PC机和MATLAB仿真平台,输入256×256的明文图像实验,置乱100次所用时间为78.67 s,在灰度平面内其相关性约为-0.001 652,表明该算法高度安全,密钥空间巨大,加密速度快,用于图像快速加密是可行、有效的。     

混沌映射和神经网络互扰的新型复合流密码

提出了一种将新型的神经网络互学习模型和常见的多混沌系统融合互扰的复合流密码方案. 首先利用三个Logistics混沌映射产生的随机序列作为神经网络互学习模型中三个 隐含层神经元的随机输入, 神经网络交互学习达到内部权值同步后, 再将同步权值映射为随机序列并与三个Logistics序列复合产生最终的密钥流. 实验表明, 产生的密钥流具有更好的随机性, 混沌流加密应用效果好. 关键词： 混沌映射 神经网络 权值同步 随机密钥流     

基于像素动态更新与差异扩散的图像加密算法

提出了基于像素动态更新与差异扩散的图像加密算法。引入Lucas与Fibonacci序列,充分利用二者的更新特点,基于二维映射,设计像素动态更新机制,在每一轮像素混淆过程中,利用不同的随机序列完成像素位置置乱,避免了置乱周期性;依据人眼视觉特性,建立像素重要等级模型,明文像素分类为视觉像素与次级像素;利用明文像素生成映射的初值,通过建立序列量化机制,获取一组密钥流;根据密钥流,设计两个像素扩散函数,对视觉像素与次级像素进行差异扩散,以输出密文。测试数据显示:与当前图像加密机制相比,所提算法具有更高的安全性,输出密文像素分布更加均匀。     

基于改进Logistic混沌映射的数字图像加密算法研究

混沌序列具有伪随机性、遍历性、对初始条件极其敏感性以及具备白噪声的统计特性等特点;文章利用Logistic混沌映射的改进算法产生的混沌序列所具有的这些特性,对数字图像进行空域像素进行位置置乱,然后对置乱后的图像序列按照一定的方法进行异或处理得到加密图像;实验在图像的竖直、水平、对角线方向,随机选择像素点,利用其灰度值,图像像素个数,计算数学期望,方差,协方差,相关系数;结果表明文章算法扰乱了图像像素间的相关性,使得加密图像能够抵抗明文统计的攻击,且密钥空间大,运算速度快,具有非常好的加密效果。     

基于混沌系统互扰的流密码设计

提出了一种新的流密码设计方案,利用两个混沌系统产生的序列进行序列值和控制参数的互扰,得到新的密钥流序列.对互扰序列和Logistic序列进行NIST测试,证明新的流密码设计方案产生的互扰序列的密码学特性要好于单一混沌系统产生的密钥流序列;提出适用于混沌伪随机序列稳定性测试的k错近似熵定义,并将其应用于测试互扰序列及Logistic序列,结果显示,互扰序列的稳定性要好于Logistic序列.将互扰序列用作图像的加密和解密,仿真结果显示,互扰序列能够有效且安全地掩盖明文信息. 关键词： 混沌系统 互扰序列 密钥流     

空间混沌序列的加密特性研究

提出一个基于空间混沌系统的伪随机序列发生器,对空间混沌产生的伪随机位序列进行了FIPS140-1统计性检验和相关性分析,并应用空间混沌产生的各态历经矩阵实现图像的加密解密,实验的结果表明这种基于空间混沌系统的伪随机序列产生器具有优良的随机性,巨大的密钥空间和敏感性. 关键词： 伪随机序列 空间混沌系统 图像加密     

离散分数阶随机变换与加权直方图交叉置乱的双图像加密算法

为了实现对两幅图像进行同步加密,降低传输负载并提高密文的抗明文攻击能力,提出了离散分数阶随机变换与加权像素混沌置乱的双图像加密算法。将2个分阶参数引入到Tent映射中,设计了新的Tent映射;根据明文像素值,构建加权像素直方图模型,联合位外部密钥,生成改进的Tent映射的初值;再利用初值对分数阶Tent映射进行迭代,输出2组随机序列,对2幅明文进行位置交叉混淆,获取2个置乱密文;基于DWT(discrete wavelet transform)技术,对2个置乱密文进行稀疏表示;根据混沌序列,定义随机循环矩阵,联合稀疏表示,获取2个置乱密文对应的测量矩阵。根据随机掩码与调制相位掩码,建立数据融合模型,将2个测量矩阵组合为复合矩阵;基于离散分数阶随机变换,对复合图像进行扩散,获取密文。测试数据显示:与已有的多图像加密方案相比,该算法的抗明文攻击能力与用户响应值更理想,密文的NPCR、UACI值分别达到了99.83%、34.57%。该算法具有较高的加密安全性,能够有效抵御网络中的外来攻击,确保图像安全传输。     

基于新的五维多环多翼超混沌系统的图像加密算法

本文提出了一种基于新的五维多环多翼超混沌系统的数字图像加密方法.首先,将明文图像矩阵和五条混沌序列分别通过QR分解法分解成一个正交矩阵和一个上三角矩阵,将混沌系统产生的五条混沌序列分别通过LU分解法分解成一个上三角矩阵和一个下三角矩阵,分别将两个上三角矩阵和一个下三角矩阵相加,得到五个离散后的混沌序列;其次,将明文图像矩阵分解出来的正交矩阵与五个混沌序列分解出来的五个正交矩阵相乘,同时把明文图像矩阵分解出来的上三角矩阵中的元素通过混沌序列进行位置乱,再将操作后的两个矩阵相乘;最后,将相乘后的矩阵通过混沌序列进行比特位位置乱,再用混沌序列与其进行按位“异或”运算,得到最终加密图像.理论分析和仿真实验结果表明该算法的密钥空间远大于10^200,密钥敏感性强,能够有效地抵御统计分析和灰度值分析的攻击,对数字图像的加密具有很好的加密效果.     

压缩图像的三维混沌加密算法

为保证数字图像的安全性,提出了一种压缩图像的三维混沌加密算法。该算法是通过对已压缩的数据流进行加密而实现的。首先采用基于小波的Contourlet变换的类等级树集合分割(SPIHT)编码算法对明文图像进行压缩,得到压缩数据流,然后将压缩数据流映射为一个三维位矩阵;利用Lorenz混沌映射产生混沌序列,并对其进行预处理得到比特值序列,根据比特值序列对上述三维位矩阵进行置乱和替代操作;将置乱和替代后的位矩阵重新映射为数据流,并对其进行解码和反变换操作,得到加密后的压缩图像。实验结果表明,产生的比特值序列具有较好的随机性,加密算法的密钥空间很大,对密钥非常敏感,子密钥和明文有关,能有效抵抗已知明文攻击,结合压缩技术,能有效提高存储和传输效率。     

基于多混沌系统的双图像光学加密算法

为了扩展双图像光学加密算法的密钥空间,克服双随机相位加密系统中随机相位掩模作为密钥难于存储、传输和重构的问题,突破传统图像加密的研究思路,提出了一种基于多混沌系统的双图像加密算法,构造了光学加密系统。系统增加混沌系统参数作为密钥,利用混沌加密密钥空间大和图像置乱隐藏性好的特点,构建基于Logistic混沌映射的图像置乱算法,利用Kent混沌映射生成的伪随机序列构造出一对随机相位掩模,分别放置在分数傅里叶变换光学装置的两端,图像经加密系统变换后得到密文。数值仿真结果表明,算法的密钥敏感性极高,能够有效地对抗统计攻击,具有较高的安全性。