联合二维logistic混沌映射与比特重组的彩色图像加密算法

通常的彩色图像加密算法未能充分考虑RGB各颜色分量之间的内在联系,抵抗统计分析能力不强。为进一步增强图像置乱程度与加密安全性,在结合混沌置乱的基础上,提出一种新的彩色图像加密算法。算法首先利用二维logistic映射产生随机性很强的伪随机序列进行像素置乱,然后将RGB3种颜色分量视为一个整体,并联合比特异或与随机重组对各像素值进行灰度变换,最后对各24位像素值进行RGB重新分割得到加密图像。仿真结果表明,该算法置乱效果好,相较于通常的彩色图像加密方案,具有更少的时间开销与更好的安全性。

Logistic-Sine映射与比特重组的图像加密算法

针对传统一维混沌映射结构方程简单的局限性,可以用少量的已知信息来加以预测混沌轨迹,以及参数值的安全性问题,本文介绍了一种由Logistic和Sine映射延伸推导得出的Logistic-Sine混沌映射,并结合比特重组的相关理论,提出了一种新的图像加密算法。该算法首先运用Logistic-Sine混沌映射迭代生成混沌序列,然后经过全局置乱、比特平面的交叉换位,以及异或扩散的加密算法得到加密图像。经仿真实验结果说明:该算法具有良好的加密效果,并且可以抵抗各种攻击,有较高的安全性和稳定性来保护图像。

混沌映射与比特重组的图像加密

目的当前很多图像加密都采用基于比特的加密算法。针对这种比较流行的加密算法所存在的安全缺陷问题,提出一种能够解决比特面0比特和1比特置乱时的位置限制的图像加密算法,实现比特的全局重组。方法首先利用Tent混沌映射生成一个伪随机序列,然后利用生成的伪随机序列对比特明文图像进行整行以及整列的置乱,将置乱后的比特像素矩阵分块分别进行Henon映射的置乱,最后经过扩散操作得到最后的密文图像。结果加密后明文图像的像素值的分布由不均匀变成了均匀分布,明文图像的各像素间的相关性被打破,使得原图没有了统计特性,像素变化率(NPCR)以及归一化平均变化强度(UACI)皆接近理想值,算法能够抵抗穷举攻击和差分攻击,并且在能保证加密安全的同时能有较低计算复杂度。结论本文所提出的图像加密算法具有加密后像素相关性低、密钥空间大,以及对明文图像和密钥高度敏感等特点,本文算法在进行比特级的置乱时,又加入了与明文相关的特性,增强了加密算法的明文敏感性,同时也加强了加密算法的扩散性,可有效地保障密文图像的安全。

祖冲之算法在数字图像加密中的应用与实现

分析了多种现有的数字图像加密算法,以寻求一种安全性高、软硬件实现简单的数字图像加密算法。祖冲之(ZUC)算法因其采用了线性反馈移位寄存器(LFSR),比特重组(BR)和非线性函数F的三层结构设计,极大地增强了该算法的安全性。而且,ZUC算法在设计时充分考虑了软硬件实现的复杂度,所以ZUC算法的软硬件实现开销较小,硬件实现功耗小。此外,由于ZUC算法流式产生密钥的快速实时性,非常适合用于数字图像的加解密。最后,将ZUC算法实现,并对数字图像进行加解密,取得了很好的加密效果。

祖冲之算法分析及其硬件实现

详细分析了3GPP LTE国际加密标准祖冲之(ZUC)算法的结构及其硬件实现过程。ZUC流式加密算法采用了线性反馈移位寄存器(LFSR),比特重组(BR)和非线性函数F的三层结构设计,具有很高的安全性。同时,ZUC算法在设计时就充分考虑了软硬件实现的低复杂度,因此非常适合于硬件实现。ZUC算法在Altera的Cyclone FPGA上实现,需要2 013个逻辑单元,不需要存储器。在中芯国际SMIC 0.18μm的CMOS工艺上实现的芯片面积为109 823μm2。