基于Henon映射与改进的提升小波变换图像加密算法

数据在开放的网络环境中传输容易被盗取或破坏,因此常常利用混沌系统结合各种算法对多媒体数据进行加密。针对传统置乱扩散结构安全性低、依赖大量伪随机数的问题,文章提出一种基于Henon映射和改进的提升小波变换图像加密算法。首先,该算法对混沌系统产生的伪随机序列进行循环移位以及S盒处理生成密钥,同时将普通明文图像变换成一维奇偶索引序列;其次,将变换后的序列进行预测和更新处理,得到图像的低频近似分量和高频细节分量,完成一次加密;最后,分别翻转这两个被扰乱的分量,并再次执行预测和更新算法,完成对图像的加密。灰度图像上的计算机仿真实验与性能分析表明,使用该算法加密的图像失去了明显的统计特性,可以抵抗统计性攻击,有效提高了图像加密的安全性。

基于改进Henon映射和超混沌的双重语音加密算法

针对现有语音混沌加密算法密钥空间小、安全性差、加密效率低且无法实现密钥复杂度与加密效率的权衡等问题,提出了一种改进Henon映射和超混沌的双重语音加密算法。首先,为了使Henon映射具有更大的混沌空间和更高的混沌复杂度,通过扩展控制参数范围将非线性三角函数作为输入参数变量等手段对经典Henon映射进行了改进;其次,利用改进的Henon映射生成伪随机序列,并对语音数据进行单次不重复置乱加密,获得语音数据的初次加密结果;最后,利用Lorenz超混沌系统对初次加密后的语音数据进行Arnold二次置乱加密和异或扩散加密,获得最终的密文语音数据。实验结果表明,与现有方法相比该算法具有更大的密钥空间和更高的加密效率,且对各种密码攻击拥有更好的鲁棒性。

基于多涡卷Jerk-Chua混沌和自编码的扩频码构造方法

为了提高扩频通信系统信息传输的可靠性和安全性,提出一种基于复合多涡卷Jerk-Chua混沌与自编码相融合的扩频码构造算法。首先引用二维Henon变换和离散标准映射的构造思想产生一种新的非线性融合函数,其次通过该融合函数将复合多涡卷Jerk-Chua混沌产生的随机序列与自回归自编码随机序列相融合产生高质量复合随机序列作为新的扩频码。最后通过Matlab仿真测试表明,该算法相比现有方法得到的随机序列复杂度更高、随机性和相关性更好,应用于扩频通信系统中的误码率得到了一定改善,能够满足高安全性和高动态变化环境要求的通信系统信息安全保密的传输。

基于分段Logistic和自编码的扩频码构造

针对现有随机序列用于扩频通信时可靠性和安全性差的情况,提出了将混沌映射与自编码相融合的扩频序列构造方法,以实现高动态通信条件下信息的可靠安全传输。该方法借鉴离散标准映射的构造思想,对二维Henon变换进行改进,并将分段Logistic混沌映射产生序列与AR自编码序列相融合产生高质量复合随机序列作为扩频码。以混沌和自编码为基础分析了该方法有效性、提高了序列的复杂度。仿真结果表明,与现有方法相比,该方法改善了序列的随机性,产生的扩频序列的抗干扰能力更好,并能获得较低的扩频误码率。

基于低密度奇偶校验编码和混沌系统的图像加密

为提高图像传输的安全性和可靠性,提出一种结合LDPC编码和混沌系统的图像加密方法。首先,通过奇偶校验码将像素值扩展为10比特,并计算标准差作为混沌映射初值;其次,使用Arnold变换置乱像素位置,并利用Henon映射扩散像素值;最后,从10比特像素值中分离高2比特经LDPC编码实现无差错传输,而其余8比特则为加密结果。实验结果表明,所提方法对密钥及明文敏感性强,具有良好的雪崩效应,能有效抵抗明文和差分等攻击,同时其加密结果具有较强的抗剪切和抗噪声攻击能力。

一种基于Zigzag变换及混沌序列的图像加密方法研究与实现

给出一种在二维小波分解基础上,应用Zigzag变换和混沌序列相组合对数字图像进行加密的方法,可以达到密码学中混淆和扩散的目的。该方法应用二维小波分解算法分解明文图像,首先对分解的全部频率系数进行Zigzag变换,再应用变换后的系数进行重构,得到一次加密结果,然后对其应用混沌序列设计算法进行再次加密,从而完成图像的最终加密。解密是加密的逆过程。把该算法分别应用于彩色图像的R,G,B层,达到了对一幅彩色图像加密的目的。仿真试验结果证明了该方法的有效性,分析表明该方法有很大的密钥空间,且具有一定抵抗恶意攻击的鲁棒性和抗统计攻击的能力。

基于四元数离散余弦变换和相移数字全息干涉的彩色图像加密技术

结合四元数离散余弦变换(QDCT)、Henon映射和两步相移数字全息干涉术,提出一种彩色图像加密新方法.所提加密技术首先应用QDCT对彩色图像进行整体式的处理,然后使用Fibonacci变换和基于分数傅里叶变换的双随机编码技术进行加密,并采用两步相移数字全息干涉术记录加密结果.为避免传输随机相位掩模(RPM)给解密方引起的安全风险,利用Henon映射生成双随机编码过程所需的RPMs加以解决.实验表明所提加密系统具有高安全性和对选择明文等攻击具有鲁棒性.

一种基于高维矩阵变换的混沌图像加密

提出了一种基于Henon混沌系统和高维准对角矩阵变换的图像加密算法.由初始密钥控制二维Henon混沌映射生成两个置换矩阵和多个环上二阶可逆矩阵.利用获得的置换矩阵结合两类平移变换置乱原始图像;进一步,以二价可逆矩阵为子矩阵构造高维准对角矩阵,再对置乱密文进行高维矩阵变换(模运算)实现灰度值替代二次加密.仿真实验结果表明,该算法易于实现,加密效果理想,对密钥和明文具有敏感依赖性,安全性高。

基于离散小波变换和感知哈希的加密医学图像检索算法

针对加密存储在云服务器的医学图像安全检索问题,提出基于离散小波变换(DWT)和感知哈希的加密医学图像检索算法。首先结合Henon映射的特点对图像进行频域加密运算;然后,对加密医学图像进行小波分解,得到逼近原图的子图;其次,根据离散余弦变换(DCT)的特性,通过比较DCT各系数与系数均值的关系得到图像的感知哈希序列;最后通过比较感知哈希序列之间的归一化相关系数来实现对加密医学图像检索。与基于非负矩阵分解(NMF)的哈希算法相比,所提算法在高斯噪声下检索精度提高了近40%,且在JPEG压缩攻击、中值滤波攻击、缩放攻击和扭曲攻击下检索精度与之相差无几。实验结果表明,所提算法对于常规攻击和几何攻击具有较好的鲁棒性,同时降低了图像加密的时间复杂度。

基于组合混沌系统的时空彩色图像加密算法

为增强现有彩色图像的加密效果及安全性能,给出一种基于组合混沌系统的时空彩色图像加密算法。将彩色图像作为一个三维矩阵进行处理,利用仿射变换对彩色图像的三基色进行三维矩阵置乱,利用Logistic混沌序列作为控制参数和辅助密钥参数,对图像矩阵进行置换加密,具体的加密方式包括两种:一种是用Logistic映射和Henon映射生成混沌序列,分别与置乱后的R′、G′和B′分量进行异或操作,实现加密处理;另一种是采用二值化Logistic序列对置乱后R′、G′、B′图像的像素位置进行选择,通过加入辅助密钥的Henon映射和Logistic映射分别对其进行置换加密,合成为加密图像。实验结果表明,该算法加密效果良好,安全性较高。

基于混沌映射的小波域数字水印算法

针对数字水印的不可感知性和鲁棒性之间的矛盾问题,提出了一种基于混沌映射的小波域数字水印算法.该算法在混沌数字水印系统的基础上,对水印增加了置乱处理,并将其初值作为私有密钥以提高安全性能.嵌入水印时,将置乱的水印图像取模运算后再嵌入混沌映射模型进行迭代,再将所选择的图像进行小波变换后的逼近子图和各级细节子图以不同的嵌入因子分别与混沌水印相加.检测时,利用相应的混沌映射模型生成混沌水印序列,并进行相关检测.计算机仿真结果表明该算法具有很好的视觉效果,并对各种图像处理攻击有较强的鲁棒性,是一种简单可行的数字水印算法.

基于量子信息处理的量子零水印算法

基于量子信息处理提出了一种量子音频的零水印算法.首先利用量子离散余弦变换在宿主量子音频频域内的低频区域提取一组量子序列,然后利用Henon映射对该序列执行加密算法,从而生成量子零水印.通过将Henon映射的量子线路作为零水印的量子秘钥,有效地提高了量子零水印算法的安全性.本文设计了量子Henon映射置乱和量子零水印生成及提取算法的线路图,对零水印算法的可行性进行了验证.仿真实验表明,与现有的量子音频水印算法相比,本文提出的量子零水印算法具有更好的不可感知性及鲁棒性.

Color image encryption scheme based on chaotic systems

To improve the security of the color image encryption scheme,a color image encryption scheme based on chaotic systems is proposed. Firstly, the proposed scheme sets the color image as a three-dimensional matrix which is scrambled by affine transformation. Second, the Logistic chaotic sequence applied to generate the control parameter and auxiliary key is used to encrypt the three-dimensionaL matrix. Here, we mainly focus on two methods for encryption processes. One is to generate a chaotic sequence by Logistic map and Henon map, which is used to perform XOR operation with the scrambled components R＇, G＇, B＇ respectively. The other one is to adopt a binary Logistic sequence to select the pixel position for the scrambled components R＇, G＇, B＇ image, and then applying the Henon map and Logistic map with the auxiliary key to perform the replacement encryption. Based on this, an encrypted image is synthesized. Simulation results show that the proposed image encryption scheme can implement better encryption and achieve higher security performance.