基于Arnold变换和混沌理论的图像加密算法研究

在充分考虑映射的混沌特性以及图像相邻像素间强相关性的基础上,提出基于Arnold变换和混沌理论的图像加密算法.具体的操作过程中,首先利用Arnold变换对图像进行全局置乱处理,然后利用Tent映射对置换后的图像进行混沌加密.实验结果表明:所提出的图像加密算法简便易行,鲁棒性好,安全性高.     

基于Arnold变换和混沌序列的灰度图像置乱算法

Arnold变换是数字图像置乱中常用的一种方法。但是,Arnold置乱具有周期性,并且其周期有一定的规律。因此可以采用穷举法计算出置乱时使用的加密密钥,轻而易举的还原出水印信息,安全性不高。为此,本文应用一种改进的水印预处理技术,将混沌序列和图像置乱技术结合起来对灰度水印图像进行加密。实验结果证明了算法的可行性。     

基于位平面与混沌系统的图像置乱方法

图像置乱作为信息加密重要手段之一随着网络技术的飞速发展得到广泛重视．混沌系统由于其伪随机性、非周期性和对参数及初值的敏感性而广泛应用于图像置乱,为增强图像性能,本文提出一种将位平面分解与混沌系统相结合的图像置乱方法．该方法将图像的各个位平面分别与混沌映射产生的混沌序列进行置乱,利用位平面提供的组合多样性组合得到加密图像．实验表明,该方法能得到良好的置乱效果和较强的抗攻击性能．另外,本文算法还具有密钥量大和算法扩展性好的优点．     

基于位平面与混沌系统的图像置乱方法

图像置乱作为信息加密重要手段之一随着网络技术的飞速发展得到广泛重视．混沌系统由于其伪随机性、非周期性和对参数及初值的敏感性而广泛应用于图像置乱,为增强图像性能,本文提出一种将位平面分解与混沌系统相结合的图像置乱方法．该方法将图像的各个位平面分别与混沌映射产生的混沌序列进行置乱,利用位平面提供的组合多样性组合得到加密图像．实验表明,该方法能得到良好的置乱效果和较强的抗攻击性能．另外,本文算法还具有密钥量大和算法扩展性好的优点．     

基于自适应与全局置乱的图像加密新算法

针对现有的基于比特位层面的图像加密算法中,比特位置乱过程中存在的局限性和局部性问题,提出了一种比特位全局置乱的加密算法,即在置乱过程中,位平面的重组及之后的置乱操作均随机进行,整个置乱过程不只局限在某些位平面之内进行,由此达到全局置乱的效果.该加密算法运用了混沌映射系统,可以同时实现像素的置乱和扩散操作;另外,为了增加对明文的敏感性和有效抵抗攻击,加入了位平面的自适应过程,该过程利用图像不同位平面数据之间的异或运算来进一步修改图像数据.经实验表明:该加密算法对明文和密钥非常敏感,可有效抵抗选择明文攻击,且密文图像像素分布均匀,具有良好的图像加密效果.     

基于混沌映射的图像置乱加密算法

提出了一种基于混沌映射的图像置乱加密算法,映射置乱了像素的位置,过程是可逆的,可用于加密图像.设计了密钥产生的方法,分析了图像加密算法的安全性问题.结果表明,该映射可加密压缩文件甚至任意长度的数据集.     

像素位置与比特双重置乱的混沌图像加密算法

分析当前流行的一类基于混沌序列置乱像素位置和像素值加密的混沌算法的安全性的不足,提出了一种抗选择明(密)文攻击的图像加密新算法。采用Kent混沌系统,根据明文像素值的特征和输入的密钥共同产生混沌系统的参数和预迭代次数,首先用混沌序列实现图像像素位置的全局置乱;其次,用另一个混沌序列实现对图像像素值中0、1比特位置乱。混沌序列的产生都与图像本身的内容自适应。仿真实验结果表明,该算法既克服了以往算法不能抵抗选择明(密)文攻击的缺陷,又具有良好的图像加密性能。     

基于黄金分割-Lucas动态置乱与异扩散的图像加密算法

当前图像加密算法的每一轮像素位置置乱过程都是相同的,且扩散操作是有序的,降低了算法的动态性与随机程度,使得算法安全性不佳.为了解决这一问题,本文提出了黄金分割-Lucas动态置乱与异扩散的图像加密算法.首先,引入黄金分割序列与Lucas序列,基于2D Arnold映射变换思想,设计了动态置乱机制,根据不同的迭代次数,动态改变其置乱变换核,使得每一次像素置乱操作都是不同的,有效提高明文像素置乱度;联合Cosine映射、sine映射与Logistic映射,设计复合串联混沌映射,利用置乱密文的像素总量来生成复合映射的初始条件,输出伪随机序列,并构造量化函数,对其进行量化,获取一组密钥流;最后,对置乱图像像素进行分组,并结合密钥流,设计两个加密引擎函数,通过构造像素加密模型,分别对图像第一个像素、中间像素以及最后一个像素进行异扩散,完成图像的加密.实验结果表明,与当前混沌加密技术相比,所提算法具有更高的安全性与用户响应,具备更强的抗明文与抗噪声攻击能力.     

改进的置乱扩散同步实现的图像加密算法

为改善图像加密算法对初始密钥的依赖性,提高算法的抗穷举攻击、抗统计分析攻击和抗差分攻击等性能,提出了一种改进的置乱扩散同步实现的图像加密算法,用于加密矩形灰度图像.先按照某种扫描模式重排图像像素,然后选用成对的Logistic映射产生的混沌序列作用于明文图像;最后,采用基于Chebyshev-Logistic混沌序列控制的一种明密文双向结合的扩散方式,对置乱后的图像进行扩散.为评价该算法的性能,做了密钥空间分析,统计直方图分析,相邻像素相关性分析,信息熵测试,以及扩散性测试等大量的仿真实验.仿真实验表明,该算法扩展了密钥空间,对密钥初始值有超强的依赖性,提高了密文图像的抗穷举攻击、统计分析攻击和差分攻击的能力.     

一种基于混沌和置换-替代机制的图像加密算法

本文提出了一种基于混沌和置换-替代机制的图像加密方法.该加密算法只对图像作一轮置换和一轮替代就达到非常好的加密效果.加密算法采用广义Arnold映射生成置换和替代时需要的一系列向量,并且采用整行和整列加密取代传统加密算法中的逐个像素加密,从而提高了加密的效率.本文还分析了加密算法的安全性,包括直方图分析,密钥敏感性分析,相邻像素相关性分析,信息熵分析,差分攻击分析等.所有的实验数据都表明本文所提的加密算法能有效的抵抗各种攻击,是一种简单有效的加密算法,在图像安全方面有一定的应用价值.     

基于行列异或的Arnold双置乱图像加密方法

针对目前加密图像单一以及加密算法安全性不高的问题,提出基于行列异或的Arnold双置乱图像加密方法。实施过程：首先根据Arnold变换公式对图像进行灰度空间置乱和位置空间置乱,然后进行行按位异或操作,其次,将上述结果再进行一次位置空间置乱,最后再进行列按位异或运算。该方法有效增强了传统Arnold双置乱的置乱效果,使图像得到充分扩散,最终得到密文图像。实验结果表明,本文方法能实现等长和不等长图像的置乱,改善了常规Arnold方法的置乱效果,有效降低了图像相邻像素间的相关性,保证了图像传输过程中的安全性和鲁棒性要求。     

采用混沌系统的HIS彩色图像加密算法

为了增强对数字彩色图像信息安全的有效保护,给出一种基于医院信息系统(HIS)的彩色图像加密算法.首先,使用混沌序列控制对亮度层的位平面排序;然后,对排序后每一个位平面采用改进的置乱算法;最后,恢复到像素平面以完成加密.该算法相比于基于RGB系统的加密算法,减小了时间复杂度,且不降低加密算法的安全性能.仿真结果表明:该算法的密钥空间大、秘钥敏感性强,对统计分析和剪切攻击具有较好的抵抗能力.     

一种混沌系统图像全局置乱算法

利用混沌序列的易生成性、对初始条件强敏感性、类随机性以及整体的伪白噪声统计特性,提出了一种基于混沌系统的图像全局置乱算法.通过对矩阵中的单个图像元素置乱,形成图像置乱矩阵,并同时随机改变了图像的灰度值,具有良好的置乱效果.同时,该算法时间性能较好,而全局置乱矩阵的行和列的像素都显示出排列的强不规则性,因此,该混沌图像全局置乱算法具有较好的安全性.实验结果表明了本算法的正确性.     

基于图像相关性的混沌图像加密算法

利用图像相邻像素间的相关性,提出了一种将4个相邻的像素点分而治之的方法,对传统混沌加密框架中的置乱过程进行改进.首先对相邻的像素点进行分离,对分离后的4组像素点使用4组不同参数的猫映射进行置乱,最后再进行组合和扩散操作.模拟结果表明,该算法在保证加密算法安全性的前提下,减少了加密算法中置乱操作的次数,从而有效地...     

定性映射极化恒等式及其在数字图像加密中的应用

针对信息安全领域的数据加密问题,结合密码学、属性论方法学等相关学科知识,以静止的灰度图像为研究对象,提出了一种基于Arnold变换和极化恒等式的数字图像加密算法,并利用Matlab工具对算法进行了仿真实验,实验结果验证了该算法对二维数字图像加密的可行性和安全性。     

基于高维广义猫映射的图像加密算法

提出了一种四维广义猫映射,并构造了一种基于该映射的图像加密算法。将三维广义猫映射扩展至四维广义猫映射,通过将图像的像素坐标和灰度值作为广义猫映射的初始值,映射参数和迭代次数作为密钥实现图像加密。与常见的低维混沌猫映射加密算法相比,该算法具有更大的密钥空间及更高的加密速度,可作为加密系统的一个子模块用于常规网络或中高速无线传感器网络图像、数据块和视频的加密传输。     

Arnold变换在图像置乱中的应用研究

作为一种重要的图像加密技术,数字图像置乱近年来已成为信息安全领域的研究热点.对基于Arnold变换在数字图像置乱中的应用进行了研究,实现了Arnold置乱算法和置乱度,利用其周期性对数字图像进行了置乱和恢复,并且对该算法进行了攻击实验,最后实验验证.结果表明,应用Amold置乱方法对图像加密,可以有效地提高图像的安全性...     

基于Logistic混沌序列的图像加密算法

基于混沌序列给出了一种图像加密算法．由于Logistic映射具有初始条件敏感性、随机性、相关性等优良的密码学性能,加密过程借助Logistic产生实数值混沌序列,再通过离散映射关系,把图像自带信息与实数值混沌序列耦合生成参数序列,进而利用标准映射时图像进行置换操作．解密算法即为加密的逆过程．实验结果表明,算法简单易行,安全性好．