快速置乱耦合3D混沌映射的图像加密算法研究

针对当前3D混沌映射加密算法的安全性不高,且其置乱过程的计算量大,置乱性不稳定,以及置乱方法不具有通用性等缺陷,设计了一种快速通用置乱方法,并将混淆与扩散机制同时引入进来,提出了一种新的3D混沌映射图像加密算法。首先利用快速置乱方法置乱初始图像,以改变像素位置;利用三维Chen系统结合像素值变换函数所生成初始外部密钥迭代3D混沌映射,得到一个序列,该序列根据混淆机制对置乱图像像素值进行混淆;改变外部密钥,再迭代计算3D混沌映射,得到三元一维伪随机数组,并借助密钥流机制量化该数组,得到新序列,利用该新序列根据扩散机制对混淆后的像素进行扩散处理。借助MATLAB仿真软件对该算法及其他3D算法进行对比仿真。结果显示:与其他3D算法相比,该算法安全性更高,置乱速度更快,计算效率更高,且其密钥空间巨大。

一种基于混沌序列控制的3D cat映射加密算法

讨论并比较了3D cat映射与二维Arnold映射的差别,在此基础上改进了3D cat映射变换置乱方法,并利用复合混沌控制序列对像素灰度进行变换,从而实现图像像素位置和灰度值同时改变的加密效果.结果表明,这种加密方法具有较好的有效性.

基于置乱、混淆与掩蔽规则融合3D混沌映射的图像加密算法研究

针对当前的3D混沌映射加密算法存在安全性不高,加密速度慢、密钥空间小以及不具备抗多种攻击能力等不足,设计了三个规则:置乱规则、混淆规则与掩蔽规则,提出了一种基于置乱、混淆与掩蔽三规则融合3D混沌映射的图像加密算法来解决上述问题。首先对初始图像的字节进行预置乱处理,得到位图图像;随后将其分成若干个小块,在置乱规则下迭代3D混沌映射得到一个二维数组,利用该数组选择像素块进行像素位置置乱操作;在混淆规则下迭代3D混沌映射得到一维伪随机数组,利用该数组对置乱后的像素块进行混淆操作;在掩蔽规则下再次迭代3D混沌映射得到三元序列,利用该序列对扩散后的像素块进行掩蔽处理。在MATLAB仿真软件中验证本文算法,结果显示该算法高度安全,密钥空间巨大,运行速度快。

一类平面D_3 等变映射的分歧和混沌

讨论了一类平面 D3等变映射的分歧和混沌 ,计算显示出这一类平面D3等变映射随着参数的变化其解发生倍周期分歧从而走向混沌 ,混沌吸引子由Z2 对称发展到D3对称的全过程。

一类平面D_3等变映射的混沌吸引子对称增加分歧的数值确定

本文讨论了一类平面D3等变映射的分歧和混沌性质.通过计算显示出映射随着参数的变化,从周期解走向混沌以及混饨吸引子由Z2-对称走向D3-对称的全过程.给出计算混沌吸引子的对称增加分歧扩张系统的算法,数值结果表明,两者相符.

基于3D混沌映射和细胞自动机的图像加密方案

为设计高效的、加密性能好的图像加密系统,充分结合混沌映射细胞自动机的良好加密性能,提出了一种基于3D混沌映射和2D二阶细胞自动机的图像加密方案。该算法先利用3D混沌映射对图片像素进行置乱,然后利用2D二阶细胞自动机对图像在比特级别进行更进一步的混淆。该算法属于对称密钥加密,具有较大的密钥空间和并行化的加解密过程。实验结果证明,该算法可以在较小的迭代次数内达到良好的加密效果,不会导致密文扩张,且加密结果能够抵御常见的暴力破解攻击、统计分析攻击和差分攻击,具有较高的安全性。

基于改进平衡优化器的医学2D/3D图像快速配准算法

医学三维图像(如CT、MRI等)和二维图像(如X光)的配准技术已经被广泛应用于临床诊断和手术规划中.医学图像配准的实质为使用优化算法寻找某种空间变换,使两张图像在空间以及结构上对齐.配准过程中往往由于优化算法寻优精度不高、易陷入局部极值的问题导致配准质量低.针对此问题,提出一种改进的平衡优化器算法(improved equilibrium optimizer based on Logistic-Tent chaos map and Levy flight,LTEO),首先针对种群初始化容易分布不均匀,且随机性太高的问题,引入Logistic-Tent混沌映射对种群进行初始化,提高种群多样性,使它们尽可能地分布于搜索空间内;对迭代函数进行更新,使得优化算法更注重全局范围的搜索,提高算法收敛速度并利于找到全局最优解;引入Levy飞行策略对停滞粒子进行扰动,防止算法陷入局部极值.最后将改进的平衡优化器算法用于2D/3D医学图像配准任务,并对配准过程中数据的频繁传输进行优化,降低配准耗时.通过基准函数测试和临床配准实验对算法进行验证,改进后的平衡优化器可有效提高寻优精度和稳定性,并提高医学图像配准的质量.

基于混沌的3D线框模型加密方法

随着网络环境中图形数据的急速增长,图形数据安全处理成为了亟待解决的网络安全新挑战。对3D模型的加密也是刻不容缓。利用混沌映射提出了一种针对3D线框模型的加密方案。该方法分为两部分:混淆和扩散。利用逻辑映射生成一个随机可逆矩阵对点进行扩散,利用Arnold’s cat map对边进行置乱,加密的顶点,多边形合成在一起,形成最终的加密3D线框模型。结果表明:对每个3D线框模型都能正确的加解密。该加密方法也能很好的抵抗暴力攻击、统计攻击等。

对一种基于混沌映射的对称图像加密算法的改进

文[1]提出了一种基于3DCat映射的对称图像加密算法,文[2]对其安全性进行了分析,指出该算法在抗选择明文攻击能力方面性能比较差。本文在文[1]的基础上,提出了一种改进的对称图像加密算法。在本算法中,通过复合离散混沌系统隐藏混沌序列产生时所经历的迭代次数,来避免文[2]的基于符号动力学的密码分析。理论分析和仿真实验表明,本文提出的改进算法在保持了原来算法的各种抗攻击能力性能的同时,进一步提高了原算法的抗选择明文攻击能力。

基于小波变换和混沌映射的彩色图像加密方法

本文提出一种基于小波变换和混沌映射的彩色图像加密算法。首先利用3D混沌猫映射来置乱明文图像的RGB三通道的小波变换系数,然后在空域上,利用耦合映像格子模型(CML)对置乱后明文图像进行扩散。该算法充分利用了空域和频域加密的优点,增强了加密效果。仿真实验结果表示了该算法的有效性。

基于随机可逆矩阵的3D点云模型加密

针对3D模型中存在的隐私保护问题,提出一种基于混沌映射的3D点云模型加密方案。利用混沌映射生戍一个3×3随机可逆矩阵和一个3×1平移向量,利用以上的随机可逆矩阵和平移向量可以将点云中的每一个点变换到一个齐次坐标。用以上加密方案对不同的3D点云模型进行大量测试的结果显示,每个点云模型都能正确地加解密。通过运用祝点特征直方图对加密的结果进行评估,结果表明:该方案能够生成难以辨认的密文3D点云。

一种图像加密算法的等效密钥攻击方案

本文分析了一个基于3D混沌Baker映射设计的图像加密方案的安全性,在已知图像的条件下,基于3D混沌Baker映射的仿射特性,通过求解三个线性无关的加密前后的图像像素灰度值点,获得了3D混沌Baker映射的全部等效密钥参数,再通过穷尽方法求出了加密算法的其余等效密钥.分析了攻击方法的计算复杂性,证明了该图像加密算法在已知图像攻击下是不安全的.

基于伪3D-DCT域的视频零水印算法

基于零水印对视频信号有其自身优势,本文提出一种基于混沌映射与伪三维离散余弦变换(3D-DCT)的视频零水印算法.首先对构造零水印的视频帧分组,并进行伪3D-DCT变换.然后利用伪3D-DCT系数的符号映射生成具有稳定特性的特征值,并结合混沌映射构造零水印.最后将零水印在第三方数据库进行注册.算法不需要修改任何视频载体信息,有较好的不可见性.实验结果表明,该算法对H.264、MPEG-4压缩,噪声攻击,滤波,帧剪切等处理有很强的鲁棒性.

基于扰动的复合混沌序列密码的图像反馈加密算法

用Devaney混沌理论,文中设计了两个新一维混沌方程.利用两个一维混沌方程构造了一个动态切换变换的复合混沌方程,并对其各种特性进行了证明.并且利用这个新的复合方程设计了一种基于扰动技术的对位图像素值进行代换的图像反馈加密方法,同时利用3D Baker方法,提出了三维面包师与混沌映射关联的动态分块图像置乱方法,增加了密钥空间.为产生雪崩效应及密文对明文敏感性,设计了加密循环轮次控制.该论文对复合混沌算法进行了详细的动力特性分析、数值化序列及密文随机性测试分析、统计分析、熵和差分分析以及密文对密钥和明文敏感性等各种安全性分析与证明.通过实验验证该方案通过了NIST的FIPS 140-2(2001)和SP 800-22标准随机性测试,并通过扰动技术解决了一维数字化混沌序列密码周期短、精度低的问题.