基于离散分数随机变换的双彩色图像加密算法

该文基于离散分数随机变换和线性同余理论,提出一种单通道双彩色图像加密算法。输入的两幅RGB图像转换成相应的索引图像格式,其中一幅2维索引图像被编码为振幅部分,另一幅则被编码为空域相位掩模。分数域相位掩模由线性同余发生器(LCG)生成,并将彩色映射矩阵嵌入其中。引入光学幅相调制技术,在不增加光学元件的基础上实现了双彩色图像加密。离散分数随机变换的分数阶和线性同余函数的4个参数作为密钥提高了算法的安全性,对应所有密钥计算了输入图像和解密图像的均方误差。针对唯密文攻击,噪声叠加和抗裁剪性能分别进行了数值模拟,验证了该算法的可行性和有效性。

基于超混沌系统和离散分数随机变换的图像加密算法

本文结合超混沌系统和离散分数随机变换,提出一种图像加密新方案,并给出实现该算法的光学装置原理图。在加密过程中,利用超混沌系统产生的混沌序列来构造离散分数随机变换(DFRT)的随机矩阵,再将DFRT的阶数和超混沌系统的初始值作为图像加密算法的主密钥,与单纯的离散分数随机变换的图像加密算法相比,在不增加计算负担的情况下,本算法的明文与密文之间具有更高的复杂性,并加大了密钥空间,提高了密钥敏感性。该系统是一个非线性的密码系统,消除了传统加密系统中因为线性过程而存在的不安全因素,提高了加密系统的抗统计攻击和噪声攻击的能力。

混沌系统耦合2D离散分数随机变换的双图像同步加密算法研究

当前图像加密算法都具有较高的安全性,但是,这些只能对单幅图像完成扩散,无法同步加密多个图像。而现有的多图像加密主要是借助信息压缩思想,将多个图像压缩成单图像,继而完成加密。然而,这种压缩技术易丢失图像信息,造成较大失真。为此,设计了混沌系统耦合2D离散分数随机变换的双图像同步加密算法。首先,利用Chen’s系统生成混沌序列,构造置乱引擎,对其中一个图像完成扰乱,并将该置乱图像编码成相矩阵;再联合相矩阵与另外一幅明文图像,形成复杂矩阵;最后,迭代Logistic映射,生成随机矢量,设计对称随机矩阵,嵌入2D离散分数随机变换中,基于复杂矩阵,构造双图像并行加密机制,完成图像像素扩散。实验数据显示:其图像加密算法能同时多两幅图像完成加密,拥有较高的安全性;且算法的失真度较小,较好地保留了明文图像信息。

基于Arnold和离散分数随机变换的彩色图像加密算法

提出一种彩色图像加密方法,该方法在亮度色调饱和度彩色空间使用离散分数随机变换(DFRNT)和Arnold变换进行加密,彩色图像从标准红、绿、蓝空间转化为亮度色调饱和度空间。其中亮度分量通过一种将像素值和像素位置同时进行加密的DFRNT进行加密;色调和饱和度分量使用一种将像素置乱的加密方法Arnold变换进行加密。与传统的双随机相位编码相比,DFRNT加密方法可以节省密钥的存储空间,同时,与传统的双随机相位编码一样安全。将DFRNT的分数阶、随机矩阵和Arnold变换的迭代次数作为该算法的加密密钥,分别使用分数阶的变化、Arnold变换迭代次数的变化、已知的明文攻击、加噪声和加密图像遮挡等攻击手段,对该加密算法进行性能测试,测试结果表明该方案的可行性和有效性。

离散分数随机变换域的脆弱性图像水印算法

用于多媒体真伪鉴别的脆弱性数字水印作为水印技术的一个重要分支,仍是一个未成熟的研究领域.本文基于离散分数随机变换,提出一种新的嵌入水印的算法.该算法同时对原始图像和水印进行离散分数随机变换,然后将水印的离散分数随机变换谱直接叠加到原始图像的离散分数随机变换谱上,最后再进行逆变换得到水印图像.此算法的主要特点是:离散分数随机变换本身就是算法的密钥,而且稍微对水印图像进行篡改就能被检测出来.并对该水印算法进行脆弱性分析,数值试验结果表明该算法具有良好的脆弱性和安全性.

离散分数阶随机变换与加权直方图交叉置乱的双图像加密算法

为了实现对两幅图像进行同步加密,降低传输负载并提高密文的抗明文攻击能力,提出了离散分数阶随机变换与加权像素混沌置乱的双图像加密算法。将2个分阶参数引入到Tent映射中,设计了新的Tent映射;根据明文像素值,构建加权像素直方图模型,联合位外部密钥,生成改进的Tent映射的初值;再利用初值对分数阶Tent映射进行迭代,输出2组随机序列,对2幅明文进行位置交叉混淆,获取2个置乱密文;基于DWT(discrete wavelet transform)技术,对2个置乱密文进行稀疏表示;根据混沌序列,定义随机循环矩阵,联合稀疏表示,获取2个置乱密文对应的测量矩阵。根据随机掩码与调制相位掩码,建立数据融合模型,将2个测量矩阵组合为复合矩阵;基于离散分数阶随机变换,对复合图像进行扩散,获取密文。测试数据显示:与已有的多图像加密方案相比,该算法的抗明文攻击能力与用户响应值更理想,密文的NPCR、UACI值分别达到了99.83%、34.57%。该算法具有较高的加密安全性,能够有效抵御网络中的外来攻击,确保图像安全传输。