基于行列异或的Arnold双置乱图像加密方法

针对目前加密图像单一以及加密算法安全性不高的问题,提出基于行列异或的Arnold双置乱图像加密方法。实施过程:首先根据Arnold变换公式对图像进行灰度空间置乱和位置空间置乱,然后进行行按位异或操作,其次,将上述结果再进行一次位置空间置乱,最后再进行列按位异或运算。该方法有效增强了传统Arnold双置乱的置乱效果,使图像得到充分扩散,最终得到密文图像。实验结果表明,本文方法能实现等长和不等长图像的置乱,改善了常规Arnold方法的置乱效果,有效降低了图像相邻像素间的相关性,保证了图像传输过程中的安全性和鲁棒性要求。

数字图像混沌序列抽样加权强置乱算法仿真

数字图像置乱关系到个人隐私和信息安全问题,为了保护图像中的敏感信息,提出一种基于位交换和混沌优化的数字图像置乱算法。使用散列函数获得数字图像明文的密钥流,采用与明文相关的子密钥推导像素初始值,通过非线性交叉生成位交换算子,增强明文信息敏感性;运用Logistic方程得到混沌序列,引入抽样加权方法提高图像置乱强度,采用混合蛙跳方法按照族群划分实施信息传输,将混沌序列内的实数从小到大排列,初始混沌抽样后构成的混沌序列用于图像中,显著提升图像置乱强度,完成数字图像置乱。仿真结果表明,上述方法拥有极高的安全性和优秀的加密性能,可以为数字图像在各领域的安全使用提供可靠借鉴。

基于视觉关联的数字图像置乱加密方法

针对现有数字图像加密方法存在的加密效果差、加密时间长、抗攻击能力弱等问题,提出基于视觉关联的数字图像置乱加密方法。应用小波变换原理提取数字图像视觉关联信息—纹理特征信息,以此为基础,结合内部与外部密钥在Henon与Logistic映射算法的共同应用下,生成数字图像密钥,融合分层旋转置乱方式与循环移动置乱方式制定数字图像置乱规则。基于密钥与置乱规则编制数字图像置乱加密与解密程序,执行程序即可实现数字图像的置乱加密与解密。实验结果显示:提出方法应用后加密图像不动点比最小值为4.12%,数字图像加密平均时间最小值为0.89s/幅,置乱加密数字图像密钥破解比例为4%。

基于三维斜帐篷映射的3D置乱和DNA编码的彩色图像加密算法

为了保障图像传输存储的安全性,本文提出了一种基于DNA编码和三维斜帐篷映射的彩色多图像加密算法。首先根据三维斜帐篷映射产生的混沌序列,分别对d幅彩色原始图像从三个维度进行置乱;其次,对置乱后的图像像素进行DNA编码处理,将其与DNA编码后的混沌序列进行运算加密完成扩散过程;最后DNA解码后得到加密图像。实验结果和安全性分析表明,该算法加密效果良好,具有较大的密钥空间、优良的统计性能和较好的明文和密文敏感性等优点。

基于离散混沌映射的光纤通信数据置乱加密研究

光纤通信数据一次加密并不能使所有数据呈现置乱状态,数据安全性依旧比较差,所以研究基于离散混沌映射的光纤通信数据置乱加密方法。对原始光纤通信数据展开小波分解,根据骑士巡游理论以及小波子带的特点将全部小波系数置乱,完成光纤通信数据置乱。通过离散混沌映射和Sine映射的离散混沌系统构建混沌序列,利用混沌序列对数据进行一次加密处理,采用位置矩阵对光纤通信数据展开二次加密处理,实现光纤通信数据置乱加密。实验结果表明,所提方法可以有效提升光纤通信数据的安全性,数据加密效果和保密性能良好。

基于位平面置乱的图像加密算法研究

近年来,随着人们对电子信息隐私及网络安全重视程度的不断提高,对信息加密技术的要求更加严格,图像加密技术备受关注。因此,提出一种基于位平面的图像加密算法。将明文图像矩阵中的每个像素值分解为8个比特位,把相同位置上的比特位组合成高四位和低四位2个位平面矩阵;采用多涡卷混沌系统生成的混沌序列,对2个位平面矩阵进行置乱-扩散-置乱,得到加密图像;在MATLAB平台上进行了直方图、相邻像素相关性、密钥敏感性、信息熵、抗剪裁性等安全性分析。结果表明:所提出的图像加密算法能够进行安全有效的图像加密,且安全分析表示其加密后图像直方图平稳、像素相关性系数趋近于0、信息熵达到7.9960以上,在加密效果与安全性方面都有良好的表现,可以抵御多种攻击的干扰,能够对图像信息进行安全保护。

混沌序列与置乱映射结合的高效图像加密方案研究

文章综合探讨了一种基于混沌序列与置乱映射相结合的高效图像加密方案,着重剖析了该方案的技术细节、安全性评估以及效率评估等方面。首先,算法设计与原理部分详细介绍了混沌序列与置乱映射的联合使用方案,包括混沌序列的生成原理、图像分块与混沌序列的关联以及置乱映射参数的优化与动态调整。其次,安全性评估通过对抗分析与攻击模型的讨论以及抗攻击性能的评估,深刻阐述了该方案在应对差分攻击、统计攻击和已知明文攻击等方面的抵抗能力。最后,效率评估聚焦于加密与解密的时间开销和算法在不同图像数据集上的性能比较,为实际应用提供了全面的性能评估。

基于超混沌序列和之型置乱的图像加密算法

针对低维混沌系统在图像加密应用中容易出现退化现象、安全性不高等问题,从相图、分岔图、Lyapunov指数谱、谱熵复杂度等方面对一个四维超混沌系统的混沌特性进行分析,结果表明该系统表现出丰富的动力学现象,其混沌特性分布广泛,适用于图像加密.在此基础上,提出一种基于混沌序列的置乱-扩散加密算法,并从密钥空间、密钥敏感度、直方图、相关性、信息熵和差分攻击等方面对该算法进行了测试.MATLAB仿真结果验证了该方法的可行性,也表明该算法不仅能有效地对图像进行加密,而且还能有效抵抗各种常见攻击,为图像加密提供了理论依据.

基于对抗网络的彩色图像置乱方法研究

图像置乱是将图像转换为伪随机图像,一般作为图像加密或信息隐藏前的预处理环节,为了实现彩色图像的自动化置乱,提出了基于改进对抗网络的彩色图像置乱方法。方法构建了编码网络—解码网络结构模仿彩色图像置乱和复原过程,通过模型学习图像置乱,用patchGAN的判别网络实现图像各部分区域像素值分布判别。对提出的编解码损失函数、编码网络和解码网络的对抗损失函数和判别网络的对抗损失函数分别交替使用梯度下降法优化参数。对分辨率为256×256的彩色图像实验的结果表明,上述法能实现各种彩色图像的自动化置乱,并且模型具有较好的收敛性。和传统的Arnold变换,Logistic混沌置乱方法相比较,直观上本方法图像置乱效果更具隐蔽性;在多个判别指标下,所提方法置乱后图像与原始图像相似度更低,置乱程度更高,置乱效果有提升。

一种基于混沌置乱和图像融合的信息隐藏算法研究

采取小波变换的方法对载体图像和秘密图像进行分解,并将分解后的秘密图像信息进行混沌置乱,再采用图像融合的方法完成对秘密图像的隐藏。使用MATLAB工具对图像隐藏算法进行了实践,实验数据体现出该算法具有较小的失真度、良好的不可见性和安全性,同时该算法还提高了含密图像的不可感知性以及秘密图像的鲁棒性。

一种优化后的混沌置乱图像加密算法

针对多年来网络图像的传输安全问题,文章提出一种优化后的混沌随机置乱图像加密算法。该算法在传统的Logistic映射基础上,结合RGB三个分量上的随机置乱,从而实现了彩色图像的加密和解密过程;同时针对加密图像在传输过程中可能遇到的诸如裁切、涂抹等较大面积的缺损攻击,提出了一种通过像素值标记相似像素并在解密后取其周围像素平均值替换的优化方案。最后,通过一系列Matlab的实验检验,该算法加密后相邻像素相关性很低、隐蔽性较好、复杂度低、受到攻击后还原度较高。

基于量子密钥分发和像素置乱的图像加密方法研究

鉴于当前经典图像加密算法的局限性及量子密钥分发协议无条件安全的特性,提出一种基于量子密钥分发和像素置乱的图像加密方法。首先通信双方产生量子密钥序列,然后将密钥序列转换成与要加密的图像对应的像素矩阵,将该像素矩阵与对应的图像的像素矩阵元素按位进行异或运算,再利用下一量子密钥序列生成像素置乱矩阵,对图像像素进行置乱变换,最终完成加密。解密方用与发送方相反的方法进行像素位置复原,再利用密钥矩阵进行异或运算即可解密。该算法所有密钥均采用量子密钥分发协议产生,安全性高,实现简单,经实验仿真证明,加密后的图像直方图呈均匀分布,像素相关性非常弱,像素变化率和信息熵高。

融合神经网络变换和通道置乱的彩色图像加密

针对传统彩色图像加密过程中密钥空间小、彩色通道加密不彻底导致的密文图像抗差分攻击能力弱等问题,提出一种融合神经网络随机变换和通道置乱的彩色图像加密算法。将彩色图像R、G、B色彩通道进行分离,利用变换技术分别对3个色彩通道进行像素级置乱;利用并行混沌系统生成两组伪随机序列,引入人工神经网络对其进一步变换生成新序列。使用随机序列分别对彩色图像的通道内和通道间进行像素级扩散和置乱。实验结果表明,神经网络随机性可显著扩大密钥空间,提出算法在密文图像安全性和抗攻击能力上具有显著优势。

基于时域置乱的恒包络水声通信信号水印嵌入技术

面对水下通信信号的识别问题,在恒包络通信信号中秘密地嵌入信息的研究是非常有价值的。因此,提出了一种基于时域置乱的恒包络水声通信信号水印嵌入技术。通过在时域中置乱时序的方式来嵌入数字水印,并且综合考虑信道与噪声的影响,对水印的隐蔽性和鲁棒性进行仿真分析。仿真结果表明,该算法不改变原信号恒包络特性,解决了恒包络通信信号的水印嵌入问题。同时在不同的水平接收距离和噪声下水印提取的误码率较低,这表明水印的鲁棒性较好。

像素位置与比特双重置乱的图像混沌加密算法

针对当前流行的一类具有置乱—扩散结构的混沌图像加密算法存在的安全缺陷问题,提出了一种能抵抗选择明(密)文攻击的图像加密算法。算法采用Kent混沌映射生成密钥序列,并根据明文像素值的特征和输入的密钥,分别产生混沌系统的参数和预迭代次数。首先,利用混沌序列实现图像像素位置的全局置乱;其次,根据另一个新生成的混沌序列,实现对图像像素值中0 bit、1 bit的置乱。实现了混沌映射产生的序列与图像本身内容的关联,从而实现了中间密钥随明文自适应变化,能有效抵抗选择明(密)文攻击。实验结果表明,该算法克服了以往算法不能抵抗选择明(密)文攻击的缺陷,同时具有加密算法简单、密钥空间大等加密性能,并能较好地抵抗统计特性分析、差分分析攻击。

图像置乱程度的衡量方法

图像置乱变换是信息隐藏和图像加密常用的方法,如何衡量一种置乱变换的好坏,是研究的热点和难点问题。基于置乱前后位置变化的方法可以作为一个衡量的标准,但是位置变化并不能代表像素点值的改变,而且把图像作为一个整体来考虑也会产生一些偏差。为了克服这个缺点,提出了一种基于各点相关性的图像置乱程度衡量方法,主要是通过比较置乱前后每个点与其相邻点相关性的差异来进行衡量。由Matlab仿真结果表明,该方法可以很好地衡量图像置乱次数与置乱效果的关系,而且与人类的视觉具有比较好的一致性。

基于SNR的数字图像置乱程度评价方法

数字图像置乱在信息隐藏和数字水印中具有广泛的应用,对图像置乱程度的评价尤为重要.由于置乱图像的"乱"是相对的视觉效果,基于此,本文将均方信噪比(SNR)与图像的最优分块处理相结合,提出了一种基于SNR的数字图像置乱程度的评价方法.实验结果表明,该方法能够较好地刻划图像的置乱程度及反映加密次数与置乱程度的关系,与人的视觉基本相符.

一种改进的Arnold Cat变换图像置乱算法

Arnold Cat变换是经典的图像置乱算法,但其存在密钥量小,置乱视觉效果差的缺点。同时置乱仅仅是重新排列图像各像素点的位置,像素值并没有发生改变,这样攻击者就可以通过统计分析等手段进行破译。针对Arnold Cat变换的不足,运用混沌理论,提出了一种基于均匀性的改进Arnold Cat变换置乱算法。仿真实验证明改进的算法具有密钥量大、置乱视觉效果好、图像的位置和像素值均发生本质改变等优点,增加了图像加密的安全性。

基于Zigzag变换的数字图像置乱算法的研究

图像的隐藏与伪装技术是图像安全方面一个非常重要的研究领域。其中常用的图像置乱算法实现较为复杂,基于Zig-zag变换的思想提出了一种新的数字图像置乱算法,并构造了两个具体的置乱变换方法。通过算法的仿真实验和结果分析表明该算法具有较好的置乱效果及较大的周期,并具有一定的抗攻击能力,从图像信息安全性及算法的时间复杂度方面分析,该算法优于Arnold等变换,将该类算法用于图像加密有一定的应用价值。

基于仿射变换的数字图像置乱加密算法

基于可逆线性变换整型化的思想 ,提出一类新的可用于图像置乱的有限整数域上的拟仿射变换(QATLIG) ,重点研究了QATLIG的性质及构造方法 ,讨论了QATLIG的周期性 实验结果表明 :QATLIG有较好的置乱效果及较大的置乱周期 ,从图像信息加密的安全性角度来看 ,它优于Arnold 。