基于二维耦合映像格子模型的图像加密

为了平衡混沌系统的复杂性和效率之间的关系,将分段Logistic映射(piecewise Logistic map,PLM)引入到二维耦合映像格子(2D coupled map lattices,2DCML)模型中.采用暂态转换以使模型的输出序列服从均匀分布,进而得到T2DCML模型,基于此模型提出了一类图像加密算法.在加密算法中,利用模型输出的伪随机序列构造两个初等变换矩阵,对图像进行置乱操作;然后再从模型中提取状态值的比特构造整数序列,对置乱后的图像进行扩散操作;经过若干轮的置乱与扩散操作,产生最后的加密图像.仿真实验及性能分析表明:该算法的相关系数的绝对平均值为0.0013,信息熵为7.9993,像素变化率(number of pixel change rate,NPCR)和统一平均变化强度(unified average change intensity,UACI)分别为99.63%和33.60%,能够有效满足图像在网络中安全传输的需求.

基于分段Logistic映射的二维耦合映像格子模型的密码学相关特性分析

将分段Logistic映射作为局部混沌映射,引入到二维耦合映像格子模型中,构造了一种具有复杂动力学特性的混沌模型.从密码学应用出发,深入分析了该模型中参数设置对Lyapunov指数、分岔、遍历区间和概率密度分布等特性的影响.分析的结果为将该模型应用于保密通信的参数设置提供了理论依据.在此基础上,通过引入状态值偏移量,解决了该模型状态值概率密度分布不均的问题,研究结果表明本文模型具有良好的性能,为将其应用于混沌保密通信方案设计提供了基础与条件.

基于时空混沌系统的彩色图像加密算法

提升混沌系统的复杂性,对保证基于混沌的加密算法的安全性有重要意义。将分段Logistic映射引入到时空混沌模型中,有效增加了时空混沌模型的复杂性,基于此模型提出了彩色图像的加密方法。在加密算法中,为了增强算法的安全性,以时空混沌系统的状态值作为置乱方程选择的依据,同时考虑了彩色图像R、G和B三个分量之间的相互置乱;利用时空混沌模型产生的复杂数字序列对置乱后的图像进行扩散操作;经多轮的置乱和扩散操作后,产生最终的加密图像。性能分析以及仿真实验的结果表明该算法具有良好的安全性,能够有效满足图像在网络中安全传输的需求。