安全约束下嵌入式终端数据分层传输同步加密算法

在数据传输过程中,不同层级之间存在差分值作用,使得数据的安全性难以得到保障,因而提出了安全约束下嵌入式终端数据分层传输同步加密算法,即将结合明文数据在各层级之间的输出值计算出分层传输数据差分信息作为密钥的比特值,通过变换操作构建加密密钥,在数据传输的各层级设置计数器,确认传输器和嵌入式终端之间的一对一关系后,将统计到的加密解密次数作为密钥应用次数的设置值,实现密钥的同步。仿真测试结果表明,设计方法加密后浮点数高于另外2种对比方法,且密钥的随机性更高,具有更高的安全性。

一种类自同步ZUC算法的认证加密方案

针对国密ZUC算法的认证加密的安全性、效率以及轻量化需求,提出了一种类自同步ZUC的关联数据认证加密方案ZUCAE。该方案通过改进祖冲之流密码算法(ZUC-256)的LFSR层算法,设计实现了一种类似自同步流密码的ZUC-SSL算法,利用该算法使密文参与到状态更新函数中,用于认证码的生成。ZUC-256算法进行消息加密,通过优化初始化模块,将关联数据嵌入到初始化过程中,实现了密钥流生成和加密并行进行,解密前进行消息认证,减少计算消耗时间,提高方案的安全性。安全性分析结果表明该算法能够抵抗当前主流的基于LFSR设计的流密码相关攻击,且类自同步流密码的设计能增强认证码的安全性。与AES-CGM和AEGIS的效率实验对比表明,在数据规模大的环境下,所提算法的效率高于AES-CGM,与AEGIS的效率相当,具备一定的实用性。

同步脉冲数字通信加密传输系统在网络安全中的应用

针对现代数字化通信加密的安全性和稳定性,文章提出了一种以同步脉冲为基础的数字通信加密传输系统。在系统硬件设备的介入下,对网络控制器以改进。通过对系统网络节点的控制,协助系统进行全过程的通信数据传输,并利用同步脉冲技术对通信数据进行高效解码,再将其转换成数字基带信号送到FPGA进行信号处理,解调后的信号通过网络传送到计算机,以实现对信号的处理。实践表明,该方案比常规方案具有更好的抗入侵能力。

融合二维压缩感知和同步混沌流密码的医学图像加密算法

提出了一种基于二维压缩感知和同步混沌流密码的医学图像加密算法。首先,通过离散小波变换将明文图像转换为稀疏图像。然后通过迭代同步混沌流密码系统生成3个混沌序列,使用其中2个序列构造出测量矩阵对稀疏图像进行测量;第3个序列构造用于加密的伪随机序列。最后,通过对测量后的图像进行量化处理后再进行加密操作得到密文图像。实验结果表明,所提算法能够实现对CT图像、MRI图像、B超图像以及X光图像等医学图像的压缩和加密,在能够有效实现数据量减少的同时具有良好的加密性能。在与均匀量化函数及Sigmoid量化函数不同压缩比的比较中,采用Tanh量化函数的重构图像具有更稳定的峰值信噪比变化。同时,所提算法能抵御剪切攻击和噪声攻击,表现出较好的鲁棒性。

基于自同步混沌流密码的HEVC视频ROI加密算法

在公共网络上广泛传播的视频不可避免地包含有隐私信息。为此很多针对视频的加密方案相继提出。文章针对HEVC视频感兴趣区域(ROI)提出一种自同步混沌流密码加密算法,以人脸所在区域作为感兴趣区域为例,实现对HEVC视频隐私区域的保护。首先,根据动力系统反控制原理,构建出无简并三维离散超混沌系统。在此基础上,提出一种自同步混沌流密码系统。然后,对HEVC视频ROI实现加密,具体如下。对于HEVC视频序列中的I帧,检测人脸所在区域并作为ROI;对于P帧,则利用视频流中压缩域信息追踪ROI。并将ROI信息转化为Tiles索引。利用自同步混沌流密码系统生成的伪随机序列对Tiles索引以及Tile内的语法元素MVD符号位、MVD值和QTC符号位进行加密。解码端的解密算法也同时详细给出。同时,借助补充增强信息(SEI)实现编解码端对ROI信息的同步。实验结果验证了所提方案的有效性。最后,对所提方法的性能和安全性进行了分析,并对所提方法的嵌入对编码器所带来的影响进行了讨论。

智能化电费系统用户隐私数据时间序列同步加密算法

智能化电费系统用户隐私数据在同步过程中,容易出现隐私数据泄露或被破解现象,存在安全风险低的问题。为了避免该问题,提出智能化电费系统用户隐私数据时间序列同步加密算法。分析智能化电费系统隐私数据结构,确定服从最大整数线性分布的隐私数据信源。设计用户隐私数据时间序列同步详细流程,在不同时间通道上,按照同步信息时间窗结构调度数据,构造时间序列下加密密钥结构。利用该密钥计算加密密文,结合同步Hash函数对同步消息进行完整性验证,经过密文数据融合完成数据同步加密。为了避免出现数据重发现象,将时间窗作为依据进行判别。由试验结果可知,该算法采样序列与原始数据序列一致,加密数据编码分布特征规整,在降低数据泄露或被破译风险的同时,提高了数据安全性。

基于PSOC的测控计算机加密存储卡PL端设计

针对测控计算机对数据加密存储及存储单元小型化的需求,采用国产PSOC芯片FMQL45T900设计了一款集成多种通信接口的加密存储卡。采用逻辑设计的方式实现存储卡对RS485、CAN、1553B接口、网口数据的加密存储;加密算法采用SM4算法实现,该存储卡同时具有时间同步与一键销毁功能。通过实际测试,该存储卡能够满足测控计算机对数据加密存储的需求,且性能稳定。

基于置乱扩散同步实现的图像加密算法

基于数字图像加密设计的两个基本原则是置乱和扩散,一般的算法针对于图像分别单独进行置乱和扩散,而本文提出一种两者相结合同步实现加密的算法.先利用一维Ulam-von Neuman映射来控制二维Logistic映射产生两个混沌序列;再将产生的序列作用于原图像,对图像按照某种扫描方式,在每一个像素点上,每完成一次置乱,紧接着进行一次扩散,直到整个图像加密完成.仿真实验表明,与单独置乱扩散的图像加密算法比较,该算法有很大的密钥空间、很高的安全性、很快的加密速度和很强的鲁棒性.

基于离散混沌系统广义同步定理的数字图像加密方案

在建立的离散混沌系统广义同步定理的基础上构造了一个广义混沌同步的离散系统,并结合Henon混沌映射设计了一个数字图像加密方案,能够对灰度图像成功加密并且实现了无失真解密.对该加密方案的密钥空间、密钥参数敏感性分析表明,该加密方案具有较高的安全性.数值仿真实验证明:该加密方案对混沌系统的参数及初始条件扰动极为敏感,任何大于10-15的扰动将使解密失效;该加密方案具有1076的密钥空间,能够有效地应用于网络通讯.

基于广义同步混沌的图像加密方案

提出了一个基于广义同步混沌系统和Hash变换的图像加密方案,它利用抽取后的混沌信号及Hash变换得到图像加密的行列变换序列和置乱矩阵,并通过两次迭代实现了图像加密变换。而后给出了一个基于Chen’s广义同步混沌系统的实现方案,理论分析及实验结果显示,该方案密钥空间大,加密图像对密钥和原始图像都非常敏感,加密效果良好,算法安全性高。

统一混沌系统的混合同步在图像加密中的应用

研究参数已知的统一混沌系统的混合同步现象,在这种同步模式中,系统的一部分状态正相同步,而其它状态反相同步,设计了一个简单的单向线性反馈控制器,提出实现混合同步的充分条件.采用近似熵算法对耦合的混沌同步系统的复杂性研究结果表明,与单一混沌系统相比,本文实现的同步系统具有较高的复杂度.最后,基于该同步系统实现了一个图像加密方案,加密方案采用典型的图像加密框架,混乱阶段采用2D标准映射方案,扩散阶段采用像素的位置信息进行像素值替换,仿真实验结果与安全性分析表明,该算法加密效果良好,安全性较高.

基于分组加密同步信息的自同步序列密码算法

针对现有同步序列密码算法不适用于网络传输中1对n传输模式的问题,提出一种基于分组加密同步信息的自同步序列密码算法。该算法首先生成一个随机数作为同步信息,用分组密码算法对其进行加密保护;同时以此随机数作为序列密码算法的密钥种子,对数据进行序列加密形成密文;最后将密文与加密后的同步信息一同发往接收端;接收端按相反过程解密得到原始数据。该算法在计算机上利用高级加密标准(AES)实现同步信息的分组加密、用RC4实现数据的序列加密后,在数据包很小时,性能不如单纯的AES;当数据包在128 B以上时,性能优于AES,并且数据包越大,其性能相对AES越优。当数据包为1 KB时,其加密速度为AES算法的12倍,解密速度是AES算法的16倍;数据包达到5 MB以上时,其性能与RC4基本相同,加密速度可达AES的25倍,解密速度可达AES的69倍。分析和实验结果表明,该算法在总体运算速度上优于AES算法,安全性上与AES算法相近,适应性上优于RC4算法,比较适用于UDP、TCP等网络传输协议的加密保护。

基于混沌同步技术的图像加密算法设计研究

针对混沌同步技术存在伪随机性、确定性以及对初始条件敏感度较高的特点,提出基于混沌同步技术的图像加密算法。构建包含驱动子模型以及响应子模型的混沌同步模型,利用该模型实现图像加密。为实现驱动子模型和响应子模型同步加密,设计一种同步加密控制器,且该加密控制器使用基于混沌矩阵可逆的图像加密算法,实现图像加密。研究结果表明,设计算法加密后图像像素点和原图存在较大差异,不能在加密后的图像中直接获取原始图像的具体信息,该算法对加密后的图像实施解密后,解密图像和原始图像完全一致,且与同类算法相比,该算法的密钥空间和抗攻击性能均存在显著优势。

基于混沌同步的混沌加密系统安全性

在Kerckhoff准则下,从选择密文攻击出发,探讨了基于混沌同步的混沌加密系统的安全性,并指出在选择密文攻击下可以获得加密系统的密钥.了基于超混沌的混沌加密系统和基于混沌的混合加密系统.结果表明,基于混沌同步的混沌加密系统不具有很高的安全性.

基于H.264 CAVLC熵编码的视频加密方案

基于块的数字视频编码一般包括运动估计、残差块变换和熵编码三个阶段。针对传统的视频加密方案——对第二阶段中的残差变换系数进行的加密,提出了一种基于H.264CAVLC熵编码的视频加密方案,该方案充分利用了流密码加密简单、运算快的优点,将加密过程置于视频编码的第三个阶段。理论分析和实验结果表明,该方案具有较高的安全性和较低的计算复杂度,加密运算不改码流结构,加密后的视频仍具有可操作性,不影响压缩性能,且可以根据应用需求进行分级加密,具有很大的灵活性。

一种密钥自同步可认证纠错加密体制研究

提出并讨论了一种可以实现认证的纠错加密体制。分析表明:这种体制的安全性和纠错性能要比M公钥或M_s公钥体制高,和MC分组加密纠错体制接近。它的主要特点是可以实现认证和自动密钥同步。

3个耦合Rssler系统的全局同步及其新的混沌加密方法

以Lyapunov稳定性理论为基础,针对非扩散Rssler系统研究了3个耦合的恒等系统的全局同步问题.通过选取适当的耦合参数,使得3个系统的耦合参数达到同步.基于混沌遮掩的方法,利用3个耦合的恒等系统,提出了1种二次加密方法,在前2个耦合系统中加密后,利用后2个耦合系统再一次加密.仿真结果表明,3个耦合的恒等系统很快同步,应用于保密通信中达到了掩盖有用信号的目的,并且无失真地恢复出了有用信号.

新型混沌系统的同步及在图像加密传输中的应用

提出一个新型四维四翼混沌系统,分析了参数变化时系统动力学行为的特性.基于分数阶混沌系统稳定性理论,设计合适的非线性反馈控制器,实现了初始值不同的整数阶与其分数阶混沌系统之间的同步.此外,利用改进的混沌掩盖通信原理,提出了一种新型图像加密传输方法,并将以上同步方案应用于图像加密传输中,在发送端使用整数阶混沌序列对图像加密传送,从接收端可以无失真地恢复出原始图像.数值仿真证实了新混沌系统的存在性以及同步控制应用的可行性.

混沌同步加密——网络信息安全中的新技术

信息技术飞速发展使得信息网络与通信安全成为人们密切关注的焦点之一。在现行加密体制中,由于信息加密密码长度与运算速度之间的矛盾难以调和,加密中的计算开销越来越大,使得大数据量的加密工作面临困境。混沌同步加密利用混沌系统对初始条件的极端敏感性和难以预测性,具有运算速度快、保真度高、密钥量大、安全性好以及足够的带宽和较强的实时功能,是加密领域的一种新方法,是保证网络通信安全的一项新技术,有着较为广阔的应用前景。有关混沌同步的基本原理、实现方法、性能保障及其中涉及的技术问题是近年来研究的热点之一。

基于动态网络的非线性置乱扩散同步图像加密

具有置乱-扩散结构的传统图像加密中的置乱与扩散通常相互独立,易被单独针对破解,且加密过程非线性弱,导致算法安全性差,为此提出了一种具有强非线性的置乱扩散同步图像加密算法。首先,构造新型sine-cos混沌映射,以拓宽控制参数范围,并改善序列分布的随机性;然后,用明文像素与混沌序列的异或和作为混沌初始值产生混沌序列,用其构建不同明文的不同像素的网络结构,同时利用扩散值动态更新网络值,使网络具有动态性;最后,使用单像素串行置乱-扩散使置乱与扩散产生交叉作用,整体上达到置乱和扩散的同步,从而有效抵抗分离攻击。另外,依照网络结构转移像素操作,使串行路径具有非线性和不可预测性,从而保证算法的非线性与安全性,并且利用相邻节点像素和进行动态扩散,从而提高明文的相关性。实验结果表明,该算法加密安全性高,明文敏感性强,并在抗统计攻击、差分攻击、选择明文攻击等方面效果尤佳。