基于混沌交换控制表与关联动态引擎的图像加密算法

为了解决当前基于混沌系统的图像加密算法因其存在明显的混沌周期性,且像素的置乱与扩散与明文无关,使其难以抵御明文攻击的不足,提出了基于混沌交换控制表与关联动态引擎扩散的图像加密算法.首先,根据明文像素总量与外部密钥,对Logistic映射进行迭代,输出两个量化混沌矩阵;设计混沌交换控制表,并根据明文尺寸,建立像素的X、Y位置表;随后,将输入明文分割为两个均等子块,利用混沌交换控制表、X位置表与Y位置表,定义像素置乱规则,对两个子块进行交叉混淆,改变像素位置,再组合这两个置乱子块,输出置乱密文;随后,引入Zigzag扫描机制,将置乱密文转换成1D序列,去除该序列中的第一个元素,利用剩余元素的总和对第一个元素完成加密,且通过构造动态引擎函数,设计了像素扩散模型,对剩余像素进行扩散,改变其像素值.实验结果显示:与当前混沌加密技术相比,所提算法有效消除了混沌周期性,其输出密文具有更高的安全性与抗明文攻击能力.     

基于分段Logistic混沌映射的单向Hash函数

提出了一种基于循环迭代结构的明文消息分段Hash函数算法.该算法以明文消息和初始密钥作为混沌系统的初始条件,通过迭代计算过程中包含的循环移位操作保证了所给算法具有单向Hash函数的不可逆性、防伪造性以及初值敏感性等特点.为了有效改进基于混沌系统的单向Hash函数的安全性能,本文构造了一种分段非线性混沌映射:分段Logistic混沌映射.实验结果表明,基于分段Logistic混沌映射的Hash函数具有良好的单向性、弱碰撞性等性能.     

新型置换和替代结构的图像混沌加密算法

对一种典型的置乱和替代结构图像混沌加密算法进行了安全性分析,运用选择明文攻击方法成功破解了该算法中位置置乱和像素值替代变换的等效密钥,并能利用破解的等效密钥解密出目标明文.基于此,提出了一种基于混沌的改进型置换-替代结构图像加密算法.在改进算法的像素位置变换过程中,随机选择两个不同区域内的像素对进行位置交换,明显提高了像素的置乱度.在改进算法的像素值变换过程中,将像素值变换的扩散矢量与像素位置变换的置乱矢量相耦合,有效地提高了密钥矢量的破解难度.理论分析和实验结果表明,改进算法不仅增强了抵抗选择明(密)文攻击的能力,而且改善了密文随机性和敏感性等多项密码学性能.     

对ICBGCM混沌图像加密算法的安全性分析

针对一个用于图像加密的密码算法(ICBGCM)在已知罔像条件下的安全性问题,给出了求解加密算法等效密钥的攻击算法.该算法基于ICBGCM算法所使用的广义混沌Cat映射的短周期性和仿射特性,在已知图像的条件下,通过求解两个线性无关的加街前后的图像像素灰度值点,获得广义混沌Cat映射的全部等效密钥参数.利用穷尽方法求出加密算法的其余等效密钥.给出了应用该算法的具体步骤,并分析了攻击算法的计算复杂性.所得结果证明了lcBGCM算法在已知图像攻击下是不安全的.     

Olympic：一种基于多明文的数据对称加密算法

当传统的对称加密算法遭受暴力攻击时,由于被加密的明文信息符合语义特征,攻击者可以从多个候选密钥中识别出正确的密钥以破解密码。为此,本文提出一种基于多明文的数据对称加密算法。该算法可以在一次加密过程中对n(n≥2)对明文和密钥执行加密操作,产生一个密文,并在解密过程中使用指定密钥对密文进行解密,以获得对应的明文。该算法将一对真正的明文和密钥与另外n-1对虚假的明文和密钥混合在一起进行加密,保证了即使所有明文和密钥都被破解,攻击者也无法确定真正的明文和密钥。另外,该加密算法通过引入密码盐增大破解密钥的难度,以进一步确保密钥的安全性。与传统对称加密算法相比,本文算法在抵御暴力攻击和防篡改方面具有更高的安全性。     

基于Arnold变换的图像置乱密码的安全性分析

研究了基于Arnold变换的图像置乱算法的安全性问题.该算法使用两个不同的Arnold变换矩阵,分别对明文图像进行一次全局置乱和一次分割置乱.结果分析表明,该算法的密钥空间小,不足以抵抗穷举密钥攻击.在选择明文攻击下,导出了两次Arnold变换等效密钥之间的确定性关系.这一关系有效地降低了整个密码系统的密钥空间,从而可以用较小的计算代价获得密钥.理论和实验结果均表明,该密码系统不够安全.     

基于混沌加密的小波包盲水印算法

利用混沌系统的特点调制了两种不同的混沌序列,分别用于水印加密和子图像的抽取.对子图像进行小波包分解,通过修改小波包的系数来嵌入数字水印.水印的提取不需要原始图像,实现了盲提取.实验结果表明,该算法对于常见的JPEG压缩、高斯噪声,裁剪和缩放等攻击具有较好的鲁棒性.     

基于多个一维混沌映射系统的多重加密算法

本文提出了一种新的基于多个一维混沌映射的对称加密算法,该算法利用了混沌系统的伪随机性;在加密或解密过程中,该算法产生了在固定区间的混沌伪随机序列,并对各种类型文件的信息进行了加密与解密处理,还分析了本密码系统的性能.实验结果发现:与Kocarev的算法相比,本算法的安全性明显增强了对已有的攻击方法有了更强的抵抗能力.     

基于2D Chebyshev-Sine映射的图像加密算法

混沌系统因对初始条件和参数具有极度的敏感性、遍历性和不可预测性,被广泛应用于图像加密领域。提出了一种二维映射——二维Chebyshev-Sine映射。通过分析轨迹图得到映射,与其他混沌映射相比,此映射拥有更宽广的混沌范围和良好的遍历性,对初始条件和系统参数具有高度敏感性,实现成本相对较低。基于此,提出了一种线性混合层图像加密算法:通过行移位和列混合有效改变图像像素空间位置和像素频域中的值,同时使用了中国剩余定理的扩散原则。实验仿真结果证明,此加密算法具有抵抗差分攻击和选择明文攻击的性能,且运行速度快,安全性较高。     

基于耦合混沌和循环移位的彩色图像加密算法

针对彩色图像RGB分量的特点,为了提高加密的安全性能,改写Logistic、Cubic、Chebychev映射构造耦合混沌加密系统,由Henon混沌映射生成行列和像素循环移位矩阵,实现像素位置置乱和像素值的置换;设计了密钥参数动态扰动数学模型、RGB分量的单独和联合加密方案.该算法钥密空间大且敏感性强,直方图均匀且相关性小.通过水印、自然和绘画书法图像的仿真试验,结果表明该算法能有效抵抗穷举、统计和差分攻击的能力,彩色图像加密安全性高.     

基于多线性映射的可撤销属性基加密方案

针对现有的可撤销属性基加密方案密钥量过大且不稳定和效率不高的缺点,本文提出了一种新的基于多线性映射的撤销方案.该方案基于多线性映射问题,并将公钥广播加密与密文策略的属性基加密相结合,设计两层密文.效率分析表明,该方案达到了私钥和更新密钥的固定量级,提高了效率;在可选择的撤销列表模型下,基于3重多线性Diffie-Hellman Exponent((3,N)-MDHE)假设,证明了方案是选择明文攻击安全的.     

一种新型的数据安全存储系统模型

目前电子数据的安全存储主要依赖加密技术,数据通常只用一个密钥进行加密,并且密钥的管理过于集中,无法应对内部人员的密钥泄漏问题。设计了一种数据存储系统模型,包括访问控制子模型,用于数据的安全存储。一份完整的数据被分割成数份后加密存储在多个存储服务器上,一个或多个服务受到攻击时,攻击者无法从这些数据分片还原出完整的数据明文,从而达到安全存储的目的。最后将分析该模型的安全性能以及存储效率。     

最小比特相空间混沌扩频序列及其测度

混沌信号检测是混沌扩频通信系统同步和系统辨识的主要问题。首先基于混沌信号的最小相空间(MPSV)特性,构建了一种新的混沌扩频序列线性映射生成方法;进而提出了一种最小比特相空间(MBPSV)测度。引入数字调制、信道的记忆非线性失真和高斯加性噪声,计算了混沌扩频接收机中频信号的MBPSV测度。对比分析了3种形式MBPSV测度检测接收信号的有效性和鲁棒性。结果表明:乘积项累加形式在低信噪比下优于扩展向量累加与直接累加;数字调制与非线性失真对测度干扰趋于零;可用于混沌通信信号检测与系统辨识。     

基于一类二维混沌映射的数字图像置乱方法

利用混沌系统中的二维Sinai映射．将两组初始参数不同的混沌映射产生两队不同的伪随机的混沌时间序列，并利用混沌映射伪随机性非常好的特点，针对数字图像的特点进行随机空间置乱操作，并对保密性及算法的复杂性进行分析，程序用VC^ 6．0编写完成。     

分数阶统一混沌系统的耦合同步研究

分数阶混沌系统的同步是非线性科学的研究热点.由于目前研究分数阶混沌同步方法还很少,作者研究了基于相互耦合的分数阶统一混沌系统同步方法.根据Lyapunov稳定性理论和Gerschgorin定理推导出了整数阶混沌系统耦合同步定理,将整数阶同步理论扩展到分数阶混沌系统,利用整数阶统一系统同步条件结合仿真方法来确定耦合系数,进而实现分数阶统一混沌系统耦合同步.研究表明,根据整数阶同步理论研究分数阶混沌系统同步的方法是一种有效的分析方法,分数阶统一混沌系统可通过相互耦合方法达到同步.     

混沌测量电路的改进

混沌测量是一种全新的测量原理,它能用极不稳定的测量系统实现高精度测量.本文对恒流式混沌测量电路作了进一步的改进.实验结果表明,它能明显提高混沌轨道的线性度和稳定性.     

基于分数傅里叶变换和小波分解的彩色图像分级加密

提出一种基于分数傅里叶变换和小波分解的彩色图像分级加密方案。通过对图像矩阵和颜色索引表分别进行加密来实现彩色图像的分级加密。先对颜色索引表进行Logistic置乱,得到一级加密图像;再对图像矩阵进行单层小波分解提取出低频分量,对其进行分数傅立叶变换域的双随机相位编码,得到二级加密图像,将置乱的颜色索引表和加密之后的图像矩阵合成生成加密图像。该方案具有较高的安全性和效率,仿真结果验证了算法的安全性和有效性。     

基于混沌细胞自动机的DWT域数字音频水印算法

主要提出了基于混沌细胞自动机的小波域数字音频水印算法.首先由Logistic混沌序列模型产生序列,其次产生的序列通过细胞自动机产生要嵌入的数字水印.同时将原始音频信号通过小波表变换,提取出其低频系数,并将水印信号嵌入其中.实验证明:由混沌细胞自动机产生的数字水印具有很好的掩蔽性和鲁棒性,在各种攻击下(包括白噪声、低通滤波、重量化、有色噪声等)仍然能够很好的检测出来.     

用水量时间观测序列中的分形和混沌特性

探讨了城市不同用水量时间观测序列中的分形和混沌特性.对城市日用水量、时用水量及各日典型时段(9时、2时)用水量观测序列按照关联维数求算吸引子维数.计算结果表明,不同城市用水量观测序列的吸引子维数均以分数形式存在,且各时段用水量序列分形维计算结果明显不同;相反,相同序列不同起始时刻的计算结果比较接近和稳定.研究初步表明用水量观测序列中除了通常认为的周期性、趋势性及随机扰动性成分以外,还存在有较为明显的混沌成分.以上结论的得出对用水量需求预测的方法研究和系统建模具有积极意义.     

一个基于随机函数族的新广播加密方案

通过构建一个随机甬数族,本方案可成功地为用户分配密钥,使合法用户以概率为1地获得解密,而用户的密钥存储仅为(l 1)个.在系统开始运行前,每一个用户从每一个密钥池获得一个密钥.对于退出用户,广播中心只需用他们所不拥有的其他(辅助)密钥加密会话密钥即可;而对于未退出用户,在一定程度上他们总可以找到一个密钥与广播中心在加密会话密钥时所使用的密钥相匹配.本方案较目前基于二叉树结构的广播加密方案(如SD)在密钥存储量上有显著的优势,同时在一定条件下可使传输成本最小.