基于多混沌映射算法的图像可逆化加密仿真

原图像经过对矩阵元素随机打乱可得到加密图像,加密后的图像可以有效防止已知攻击。可逆映射可以高效地实现像素置乱,但由于离散混沌序列的初始条件较为敏感,因此像素扩散置乱难度较大。为此提出基于多混沌映射算法的图像可逆化加密方法,在图像加密过程中,采用扩散置乱和Arnold变换置乱图像,通过Logistic映射系统和Chen系统生成离散混沌序列,置乱后图像中红、绿、蓝三基色分别执行异或运算,从而输出加密图像。在图像解密过程中,分别对扩散置乱、Arnold变换以及图像加密执行逆映射,输出解密图像,完成图像可逆化加密。实验结果表明,所提方法密钥敏感性和原图与解密图像像素值分布更均匀、相邻像素相关性更低,鲁棒性更强。

基于改进型3D_Henon混沌映射的彩色图像加密方法

为了解决现有混沌映射模型的混沌空间小及混沌能力弱的问题,首先通过耦合二维Henon混沌映射模型和Sine混沌映射模型,设计了一种新的三维混沌映射模型。其次,针对密钥重复使用会降低加密系统安全性的问题,使用Chebyshev映射,结合明文图像,设计出一种新的密钥生成方法。最后,通过本文设计的三维混沌映射模型以及密钥生成方法,提出了一种彩色图像加密方法,并对此方法进行了仿真实验,结果表明,该方法能够安全有效地进行图像加密,保护图像信息安全。

Logistic混沌映射最低数字位5的特性研究

Logistic混沌映射在真实轨道中迭代真值在最低数字位是5的时候,迭代真值高数字位部分表现出随机特性,迭代真值低数字位表现出线性递增的公共数字位.实验分析显示,在绝对精度条件下,混沌真实轨道保持随机性和公共部分稳定的结构特征,在有限精度条件下,迭代值随机性受计算精度影响很大,公共部分只能通过低位迭代法获取.

基于AES算法和混沌映射的嵌入式终端数据传输并行加密方法

传统嵌入式终端数据传输并行加密方法易受到数据传输迭代过程中暂态特性的影响,加密后数据信息丢失量较大,加密效果不佳。为了减少加密后的信息丢失量,提升加密安全性,提出基于高级加密标准算法和混沌映射的嵌入式终端数据传输并行加密方法。根据嵌入式系统中数据的属性分布情况,对其进行编码设计,基于混沌映射原理,对数据进行初级加密,并对传输数据进行整合,求取其状态矩阵,以消除数据传输迭代过程中暂态的影响,以此为依据,采用AES算法,对数据进行轮钥加密,由此实现数据传输并行加密。对比实验结果显示,所提方法能够为数据提供一个安全且稳定的传输空间,加密后的信息丢失量很小。

融合混沌映射和乘除算子的花授粉算法及应用

花授粉算法是一种群智能算法,广泛应用于各个领域。本文针对该算法存在收敛精度低、收敛速度慢、稳定性差等不足,提出基于混沌映射和乘除算子的花授粉算法(MDFPA)。首先,利用混合混沌映射更好的随机分布能力生成初始种群,减小随机误差给算法带来的影响;其次,反双曲正切函数有良好的性能,将其引入动态转换概率中,替换固定转换概率,提高算法收敛能力,有利于控制全局搜索和局部搜索之间的平衡;最后,在全局搜索阶段引入乘除算子对花粉位置进行放缩,在空间里进行充分搜索,避免算法陷入局部最优。通过对12个测试函数的仿真实验,表明该算法在单峰、多峰和固定维度测试函数上性能都优于花授粉算法(FPA)、粒子群算法(PSO)、布谷鸟算法(CS)和蜂群算法(ABC),寻优性能显著性提高,具有更快的收敛速度和更优的求解精度。将MDFPA算法应用于PID(Proportion Integration Differentiation)控制器参数优化中,结果表明优化后的PID控制器性能更优。

基于切比雪夫混沌映射和PUF的RFID三方认证协议

针对射频识别(RFID)三方认证协议存在的安全需求和资源开销的平衡问题,利用切比雪夫多项式的半群性质以及混沌性质提出了一个基于切比雪夫混沌映射和物理不可克隆函数(PUF)的RFID三方认证协议:使用切比雪夫混沌映射来实现标签、阅读器和服务器三方共享秘密;使用随机数实现协议每轮会话的新鲜性以抵抗重放攻击,同时也实现了阅读器与标签的匿名性;使用PUF函数实现标签本身的安全认证以及抵抗物理克隆攻击。安全分析表明,该协议能有效抵抗追踪、重放、物理克隆和去同步攻击等多种恶意攻击,使用BAN逻辑分析方法和Scyther工具验证了其安全性。与近期协议对比分析表明,该协议弥补了同类RFID协议的安全缺陷,在满足各种安全属性需求的同时尽量平衡硬件开销,契合了RFID硬件资源受限的处境,适用于RFID三方认证场景。

基于混沌映射算法的电力物联网加密通信认证方法

当前电力物联网通信过程中容易受到外界影响,出现数据包丢失的问题,导致获取的通信报文不精准。为了解决这个问题,提出基于混沌映射算法的电力物联网加密通信认证方法。采用位置置乱方法获取迭代密钥,构建扩散函数,结合混沌映射算法设计通信认证加密步骤。在确定混沌映射结果的基础上进行分段线性处理,再加入扰动机制,抵抗已知攻击。以密钥数值作为对称密钥,设计电力物联网加密通信流程。使用具有挑战性的握手验证机制,采用混沌映射技术进行通信验证,实现加密通信验证。由实验结果可知,该方法上、下行包数变化情况与实际数据包统计结果一致,截取的通信认证报文与响应报文一致,说明该方法具有良好的通信认证效果。

混沌映射的粒子群算法分析比较

为解决粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)易受初值影响、迭代后期早熟收敛、局部寻优结果不稳定等问题,提出混沌映射粒子种群初始化的方案。即在算法前期根据混沌映射初值敏感性、随机性等特征,基于6种混沌映射对粒子群算法分别进行初始化,进而增加种群多样性和解的覆盖。引入动态惯性权重系数,提高算法收敛速度。通过6个测试函数进行仿真实验,对比不同混沌映射数据结果,实验证明该算法能在不改变原有时间复杂度的基础上较好地提高算法的收敛速度和寻优精度。

基于混沌映射的光纤通信物理层抗截获方法

针对信息抗截获过程中,由于数据节点控制能力较弱,导致数据易丢失与信息安全性不高的问题,文章提出了基于混沌映射的光纤通信物理层抗截获方法。通过光纤信号检测识别判定截获信号的存在性,基于混沌映射加密图像,构建密文矩阵;物理层通信编码联合传输,实现接收端和发送端的信息交换;建立通信物理层抗截获模型,实现光纤通信物理层抗截获目标。在搭建的光纤通信网络结构中,选择一组带有实际意义的图像作为测试样本,分别采用所提方法和传统方法做对比,实验结果表明,在所提方法下能够对图像数据进行全方位加密,具有较强的抗截获性能,且在图像传输中能够保留图像中的数据信息,而传统方法分别丢失了15和12组数据信息,验证了所提方法更具有优势。

一种新型二维忆阻超混沌映射及其DSP实现

忆阻器是一种新型元器件,具有体积小、功耗低,并且具有记忆性的特点。为了设计出具有更丰富动力学行为的忆阻离散混沌映射,首先提出了一种基于余弦函数的新型离散忆阻器模型,并对其进行了数值仿真验证。结果表明,其具有忆阻器的典型特征。然后基于该忆阻器模型设计了一个新型二维忆阻超混沌映射,通过实验验证及性能分析,表明了所提出的二维离散忆阻超混沌映射不仅能产生超混沌吸引子,还具有初始助推行为。同时介绍了如何使用DSP器件对忆阻器和混沌映射进行实现。

基于离散奇里科夫混沌映射与分数阶随机变换的多图像加密算法

为了解决当前图像加密技术难以对多目标(≥3)同步置乱与扩散,增大了网络传输负载的不足,本文提出了离散奇里科夫混沌映射耦合分数阶随机变换的图像加密机制。基于奇里科夫标准映射,通过改变其混沌轨迹范围,提出了离散奇里科夫标混沌映射,根据初始条件,通过对其迭代,获取4个混沌序列,再基于引力模型,高度置乱输入明文的像素位置;随后,对任意两个置乱密文完成编码,输出纯相位掩码,并结合剩余的置乱图像,构成融合置乱图像;随后,通过迭代映射,将其输出的4个随机序列变成矩阵,构造相位掩码模型,形成4混沌掩码;最后,引入分数阶随机变换,设计像素扩散函数,完成多图像同步加密。测试结果显示:所提算法能够对多图像实现同步加密,具有较高的安全性与抗剪切攻击性能。

融合混沌映射和二次插值的自适应鲸鱼优化算法

针对鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)易陷入局部最优,收敛速度慢和寻优精度低等问题,提出一种融合混沌映射和二次插值的自适应鲸鱼优化算法(adaptive whale optimization algorithm based on chaotic mapping and quadratic interpolation,CQAWOA)。引入混沌映射在初始化阶段生成新种群,实现种群多样性;设计自适应权重,提高算法全局搜索和局部寻优能力并加快收敛速度;利用二次插值策略生成新的鲸鱼个体,采用贪婪策略更新局部最优解,提高种群计算的精度。通过15个基准函数将改进算法与其它优化算法进行对比测试,测试结果验证了在求解过程中,改进算法寻优速度和求解精度均存在显著提升。

基于混沌映射的数据库信息隐私加密储存算法

针对数据库信息隐私易受到非法攻击,安全性较低且储存空间较少的问题,提出基于混沌映射的数据库信息隐私加密储存算法。通过扰动Logistic混沌映射控制参量生成混沌序列,将该序列与其他系统生成的混沌序列混合产生新的混沌序列,然后通过动态编码算法进行非线性变换。将输出序列作为数据库明文密钥加密明文,构建用于数据库加密信息查询索引字段并通过哈希函数压缩,与加密信息共同储存于数据库中,实现可查询的混沌映射数据库信息隐私加密储存。实验结果表明,采用所提方法能缩短加、解密用时,减少空间占用,降低算法能耗。

结合压缩感知和新混沌映射的图像加密方案

为了解决密文图像在公用信道传输过程中容易遭到基于深度神经网络模型攻击的问题,提出一种结合二维压缩感知、新设计的离散分数阶Chebyshev混沌映射和空域最低有效位(Least Significant Bit, LSB)嵌入的视觉有意义图像加密算法。首先,在明文信息熵的控制下迭代分数阶混沌映射以产生特定的密码流。其次,采用受控混沌测量矩阵、FAN变换置乱以及混合扩散策略对明文图像执行二维压缩和加密操作,得到具有统计伪随机性的秘密图像。然后,通过最低有效位嵌入算法将秘密图像随机地嵌入到非涉密传输介质的各个区域中以生成具有视觉意义的密文图像。另外,将明文信息熵隐藏到密文图像的透明度通道以实现所提算法安全性和实用性之间的均衡。最后,仿真结果和理论分析表明,所提加密算法生成的密文图像不但能够抵御多种常见的攻击,还具有不错的视觉安全性。

一种混沌映射动态惯性权重的樽海鞘群算法

为提升群海鞘群算法求解精度和收敛速度,提出了基于混沌映射动态惯性权重的群海鞘群算法.首先利用Tent混沌映射生成初始种群,计算种群适应度并保留最优个体作为初始食物源位置;将种群大小均分为领导者和追随者两部分以提高算法全局搜索能力,通过引入疯狂算子完成对领导者的位置更新;在追随者位置更新公式中,提出了基于精英保留及动态惯性权重的追随者位置更新策略,通过计算个体适应度值完成食物源的位置更新.实验结果表明,改进算法拥有更好的性能.

混合收敛因子与高斯混沌映射的麻雀搜索算法

针对原始麻雀搜索算法在ECE2020系列测试函数上表现的不足之处,本文引入高斯混沌映射与收敛因子α的方法,提出改进的麻雀搜索算法,以优化原算法初始化种群位置机制与更新麻雀位置时的缺陷,对麻雀算法的收敛精度与速度进行改善。实验结果表明,改进后的麻雀算法具有较好的性能。

融合改进Sine混沌映射的新型粒子群优化算法

为了应对传统粒子群算法(PSO)存在的初始位置不均匀、易达到局部最优、搜索精度不高等问题,提出了一种基于改进Sine混沌映射的新型PSO算法。采用一种改进的Sine混沌映射技术代替传统的伪随机数方法生成初始粒子种群,以丰富种群的多样性。在原始基本位置更新公式的基础上增加两种新的位置更新机制,并分别引入一个高斯变异算子,以实现算法勘探性能和开发性能之间的动态平衡,以及在迭代过程中使粒子有效跳出局部最优。在由7个单峰函数、6个多峰函数和10个固定维函数组成的基准测试函数和3个带约束经典工程优化设计问题上对所提出算法开展仿真实验,并与其他几种流行的PSO变体进行对比。仿真结果表明:与其他PSO变体相比,基于改进Sine混沌映射的新型PSO算法具有更快的收敛速度和更高的寻优精度,对于基准测试函数的寻优结果有20个排名第一,约为总测试函数的87%;该算法在压力容器和工字梁设计优化中,综合性能排在第一位,应可用于解决一些实际工程优化问题。

基于余弦-指数非线性混沌映射的射频隐身抗分选信号设计技术

射频隐身是当前雷达领域的研究热点之一,抗分选信号是一种主要的射频隐身信号。研究抗分选信号的设计原理,并以此为基础在充分考虑分选算法的容差限制后,提出一种运用余弦-指数新型非线性混沌映射调制产生强随机、宽间隔脉冲重复间隔信号的方法。然后对新型混沌映射的随机性、复杂性、平衡性和所设计信号的抗分选性能进行仿真。研究结果表明,所设计的新型混沌映射较传统经典的一维映射有更强的随机性、更高的复杂性,设计信号与脉冲重复间隔随机抖动信号相比具有良好的抗分选性能。

一种基于分段线性混沌映射的医学图像加密算法

为了加强对医学图像信息的保护,提出一种基于分段线性混沌映射的医学图像加密算法,采用多轮加密方式,提高加密算法的安全性。首先对原始图像进行随机数插入操作,使用分段线性混沌映射对随机数插入后的矩阵进行像素值替换,实现置乱,然后将替换后的矩阵与未经过替换前的矩阵进行按位异或操作,实现扩散;最后将得到的矩阵逆时针旋转90度,继续进行下一轮加密,经过四轮加密到最终的加密图像。经过实验仿真和安全性分析表明:本算法各项安全性能优越,可以有效抵抗噪声攻击等攻击方式,具有一定的鲁棒性,适用于医学图像加密。

基于新余弦混沌映射的视觉安全图像加密算法

考虑到目前图像加密算法缺少了对加密后图像的视觉安全的保护,将新余弦混沌映射和贝叶斯压缩感知进行结合提出一种视觉有意义的图像加密算法是非常有价值的.首先,基于余弦函数提出了一个新的一维混沌映射用于构建受控测量矩阵,除此之外,所提出的新余弦混沌映射能够更好地扰乱图像的强相关性.其次,通过二维Arnold置乱算法对明文图像的小波包系数矩阵进行置乱.然后,借助混沌测量矩阵和双向加模扩散策略对置乱后的秘密图像进行压缩和加密.最后,通过最低有效位嵌入算法将秘密图像嵌入到经过生命游戏混合置乱后的载体图像中以得到一幅具有视觉意义的密文图像.仿真结果和安全性分析表明在保证视觉安全性和解密质量的前提下所提加密算法具备可行性和高效性.