基于SHA-256和Arnold映射的量子Logistic映射图像加密算法

在AI和5G时代,各种应用层出不穷,带宽增加和算力提升为众多信息系统的高密集交互提供了基础保障,但同时安全问题日益突显.图像在多媒体通信中有重要作用,且许多图片涉及个人隐私或国家机密,因此图像保护尤为重要.为了解决上述问题,提出基于SHA-256和Arnold映射的量子Logistic映射图像加密算法.实验结果表明:该文算法的解密图像与明文图像基本一致;该文算法具有较强的密钥敏感性;相对于其他算法,该文算法具有更强的抵抗统计攻击能力.因此,该文算法具有较强的加密性能.

基于明文相关的混沌映射与SHA-256算法数字图像的加密与监测

针对数字图像的传播安全性问题,以及数字图像加密脱离明文、过分依赖混沌系统的问题,提出了基于明文相关的混沌映射与SHA-256算法数字图像的加密与监测算法。算法通过使用SHA-256算法计算明文图像的哈希值,作为摘要来监测数字图像的传播;使用前向扩散、关联明文的置乱与后向扩散的方法对数字图像进行加密,Lorenz混沌映射产生相应的密码。结果表明该算法具有较好的抵抗各种攻击的能力,达到了图像传播的安全性与隐蔽性的目的。

基于变形分数阶Lorenz混沌系统的图像加密算法

提出一种基于变形分数阶Lorenz混沌系统并且结合频域Arnold置乱的图像加密算法,使用离散小波变换对图像进行多次滤波,置乱选取有参数的Arnold映射克服了周期性影响,采用非等长Arnold置乱解决了对明文图像尺寸的限制问题。密钥生成使用安全哈希算法SHA-256,分别产生置乱阶段和扩散阶段的密钥,增强了系统的抗差分攻击能力。性能仿真结果表明,提出的加密算法密钥空间大、密钥敏感性高、密文统计直方图分布均匀、相邻像素相关性低、信息熵接近于理想值、抗差分攻击能力强,具有较高的安全性。

基于SHA-256和DNA序列的彩色二维码混沌加密方法

为解决彩色二维码易伪造、易携带病毒、抗攻击能力弱等问题,提出一种彩色二维码混沌加密方法.该方法利用Lorenz混沌系统产生索引置乱二维码像素值,采用SHA-256生成加密密钥及Lorenz混沌系统初始值.用DNA序列置换像素值矩阵,将RGB灰度矩阵合成为加密彩色二维码.对该方法的密钥空间、密钥灵敏度、信息熵、抗差分攻击、抗统计攻击和相关性进行了实验验证和分析.实验结果表明,该方法具有较好的伪随机性、防伪造性和抗攻击性.

高速SHA-256算法硬件实现

SHA-256安全散列算法在数字加密、数字签名中被广泛应用.为满足应用对算法运算速度的要求,提出一种快速实现SHA-256安全散列算法的的硬件新结构.方法通过对算法进行推导,使得能在硬件上实现平衡的四级流水线设计,提高了运算速度.综合结果表明,采用中芯国际0.18μm工艺,数据吞吐量可达2.89 Gb/s,优于目前发表的同类设计结果.

基于SHA-1的加密算法

SHA-1算法是一种报文摘要算法,无法从该算法生成的报文摘要计算出输入的报文,也无法找到两个不同的可以生成相同报文摘要的报文。基于SHA-1的加密算法是对SHA-1算法进行了扩展。加密算法主要采用分块、并行、置换、查表、移位等技术使文件在SHA-1加密算法的基础上,更加安全。通过解密算法能够破解发送方传来的原文件。基于SHA-1算法的加密算法使文件传输更加安全可靠,实现了文件加密和解密以及数据没有被窃取的功能。

基于位平面分解的量子彩色图像加密方案

一般的量子图像加密算法虽然能达到加密效果,但需要的量子比特数较多,计算复杂度较高,为优化这一问题,提出了一种位平面分解的量子彩色图像加密方案。首先,采用一种位平面序信息单独编码的彩色数字图像量子表示模型(quantum representation model of color digital image,QRCI)来表示图像,利用量子交换门设计一种量子位交换操作,并作用于彩色图像中,对图像像素进行置乱,同时再对图像进行颜色通道交换操作。其次,对位平面序列进行反序操作,进一步加强置乱效果。接着,利用安全散列算法(secure hash algorithm 256,SHA-256)产生的哈希值来确定混沌系统的初始值。最后,利用混沌系统产生的序列对图像进行扩散,完成加密过程,形成加密图像。数值分析表明,相较于以往的加密方案,此方案大大降低了彩色图像存储时所需的量子比特位数,同时其密钥空间大,灵敏度高。仿真结果表明,该方案加密效果好,能抵御大部分常见的攻击。

基于AES与SHA-256的Linux内核态数据加密

从数据保护和密钥文件管理两方面出发,结合AES加密算法和SHA-256哈希散列算法提出了一种基于Linux内核态的加密方案。给出了模块各部分的功能描述,以及加密过程和密钥验证过程的C语言实现,并通过两个位移宏操作简化了加密过程,减少了加密过程对内存的占用。

高频率、低成本的SHA-256算法VLSI实现

SHA-256安全散列算法广泛应用于数据完整性校验及数字签名等领域.为满足安全SoC系统对SHA-256高工作频率和低硬件成本的设计需求,提出了一种新颖的SHA-256 VLSI实现方法,通过分解算法实现步骤,进而缩短关键路径,节省硬件资源.采用SMIC 0.13μm CMOS工艺综合实现,结果表明其最高工作频率达334.5MHz,资源消耗减少了70%.

一种新的基于离散混沌系统和SHA-1的图像加密算法

为了保证图像在传输过程中的可靠性和安全性,提出一种将离散混沌系统和SHA-1相结合的混沌加密算法。先对明文图像进行像素置乱,再对置乱后的像素值进行扩散和混淆,并利用明文控制密钥流的输出,使密钥流和明文相关。理论分析及实验结果表明,该算法简单易行,不仅具有较好的抗统计分析、抗差分攻击能力,而且密钥空间大,加密效果好,算法安全性高。

应用SIMD并行技术的SHA-1加密算法的批量实现

介绍了当今最为流行的加密算法———SHA-1算法,并对其原理及实现过程进行了分析,探讨了基于SHA-1算法使用SIMD技术提高CPU计算的并行能力的方法,为大量数据的散列运算以及如何在C程序中加入SHA-1算法的批量实现提供参考。

基于SHA-3与DNA编码混沌系统的输电线路图像加密算法研究

针对输电线路巡检中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)采集的图像数据存在的安全与加密效率问题,提出一种安全哈希算法(security Hash algorithm-3,SHA-3)与脱氧核糖核酸(deoxyribo nucleic acid,DNA)编码混沌系统相结合的图像加密算法。首先,为加强密钥对图像明文的敏感性,利用SHA-3算法生成巡检图片的哈希值作为超混沌系统的初始值密钥;然后,根据对角线提取规则将图片进行像素块置乱,并使用超混沌系统生成的混沌序列映射DNA编码规则,对置乱完毕的巡检图片进行DNA编码、运算与解码,实现巡检图像的加密与解密;最后,为验证所提方法的有效性以及优越性,以某国网公司实际巡检图像数据为基础,设置密钥空间、密钥敏感性、直方图、信息熵、加密时效等实验对所提算法进行测试分析。结果表明:所提算法相较传统算法安全性更高的同时,具有较好的实时性,可胜任实际巡检中的图像加密任务,为输电线路巡检图像加密任务提供了新的思路和技术方法。

采用Sha-256算法实现管理信息系统的口令管理

随着MD5算法的破解,越来越多的企业开始质疑他们的管理系统的安全性。介绍了密码学中的Sha-256算法,并根据其特性讨论它在管理系统口令加密中的应用,以使系统达到更好的安全性。

基于椭圆曲线加密算法与SHA-3算法的新型认证方案分析与设计

针对物联网系统的数据传输开放性、加密及认证开销成本高的问题,提出一种基于椭圆曲线加密算法与SHA-3算法结合的认证方案,并运用BAN逻辑的形式化分析方法,对该方案的安全性进行分析验证。结果显示,该方案能够实现服务器与设备之间,以及各设备之间的双向身份认证,能够提供通信双方的会话密钥协商,并能保持会话密钥的新鲜性。

基于一个新的四维离散混沌映射的图像加密新算法

基于修正版Marotto定理构造了一个四维离散混沌映射,并利用该四维离散混沌映射序列设计了一种图像加密方案。该方案利用图像的256位哈希值来生成混沌序列的初始值,由此混沌序列产生的密钥与明文相关,进一步增强了加密系统的安全性。理论分析和仿真试验表明:该加密方案至少具有3.4×10^(100)的密钥空间;加密后图像直方图接近均匀分布;像素的相关性被消除;信息熵接近8bit,没有明显的统计信息。该加密方案对混沌系统的初始条件扰动极为敏感,任何大于10^(-15)的扰动都将使解密失效;加密图像对明文图像极为敏感,能够抵抗差分攻击。

对一种混沌图像加密算法的安全分析和改进

对一种简单、敏感的超混沌图像加密算法进行了安全分析,发现该算法的安全性表面上依赖于两个随机序列SP和K(其中SP的生成与明文图像和序列K都相关)。但是,实际上原加密系统的安全性只依赖于随机序列K,而随机序列K的生成只依赖混沌系统的初始值,与待加密的图像无关。因此,运用选择明文攻击的方法破解出了算法中的随机序列K,从而解密出目标明文图像;同时指出原算法不能抵抗主动攻击的缺陷;最后对原算法进行了改进,使其克服了原算法存在的缺陷。理论分析和实验结果验证了该选择明文攻击策略的可行性和改进算法的有效性。

对一种基于比特置乱的超混沌图像加密算法的选择明文攻击

最近,一种基于比特置乱的超混沌图像加密算法被提出,其核心思想为:首先,用混沌序列对明文图像进行像素置乱操作;然后,根据一个随机序列中相邻两个元素的大小关系对像素进行不同的比特位置乱;最后,把经过比特置乱后的序列与另一个混沌序列进行扩散、混淆运算得到最终的密文图像,从而使明文图像达到更好的加密效果。对该加密算法进行了安全性分析,发现该算法的安全性完全依赖于3个混沌序列,通过选择明文攻击依次破解出原算法中的3个混沌随机序列,恢复出了明文图像。理论分析和实验结果验证了所选择明文攻击策略的可行性,同时对该算法进行了改进,在改进算法中混沌系统的初始值与明文图像的SHA-256哈希值有关,从而使得密钥流与明文图像相关,因此算法可以抵抗选择明文的攻击。

一种混沌图像加密算法的选择明文攻击和改进

在已有的四维超混沌系统的基础上构造了一个五维超混沌系统,对一种结合超混沌序列和移位密码的数字图像加密算法进行了分析,通过选择明文攻击的方法,成功破解了该算法中用于像素位置置乱以及像素值扩散和混淆的等效密钥,从而能利用破解的等效密钥解密出目标明文。为此对该算法进行了两个方面的改进。一个改进是加密系统中使用了新构造的五维超混沌系统,使得改进算法的密钥空间更大,进一步提高了安全性。另一个改进是设计混沌系统的初始值与明文图像的SHA-256哈希值有关,从而使得密钥流与明文图像相关,达到"一次一密"的效果。密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计分析、信息熵分析、差分攻击分析、抗剪切、抗噪声、抗压缩分析等实验结果表明,改进后的图像加密算法比原加密算法更加安全有效。

小面积高性能的SHA-1/SHA-256/SM3IP复用电路的设计

Hash算法的快速发展导致了两个问题,一个是旧算法与新算法在应用于产品时更新换代的问题,另一个是基于应用环境的安全性选择不同算法时的复用问题。为解决这两个问题,实现了SHA-1/SHA-256/SM3算法的IP复用电路,电路采用循环展开方式,并加入流水线的设计,在支持多种算法的同时,还具有小面积高性能的优势。首先,基于Xilinx Virtex-6FPGA对电路设计进行性能分析,电路共占用776Slice单元,最大吞吐率可以达到0.964Gbps。然后,采用SMIC 0.13μm CMOS工艺实现了该设计,最后电路的面积是30.6k门,比单独实现三种算法的电路面积总和减小了41.7%,工作频率是177.62 MHz,最大吞吐率达到1.34Gbps。

可兼容AES-128、AES-192、AES-256串行AES加密解密电路设计

通过分析AES算法的基本原理,对算法中的AES-128、AES-192、AES-256三种不同的加密解密模式进行了综合设计,有效地利用了公共模块,与单个分别实施各个加密解密模式相比,大大减少了硬件电路面积.针对目前AES实现方法中的key产生模块进行了理论分析,提出了一种新的实现电路结构.设计出的串行AES硬件加密解密电路经综合后得到的芯片面积为31286门,最高工作频率为66MHz,可以满足目前的大部分无线传感网络的数据交换速率的需求.