A New Digital Image Encryption Algorithm Based on Improved Logistic Mapping and Josephus Circle

Digital image encryption based on Joseph circle and Chaotic system has become a hot spot in the research of image encryption. An encryption algorithm based on improved Josephus loop and logistic mapping is proposed to scrambling blocks in this paper. At first, the original image is scrambled by using logistic mapping to obtain the encrypted image, and then the encrypted image is divided into many blocks. Finally, the position of the blocked image is scrambled by using the improved Josephus ring to get the encrypted image. According to the experiments, the information entropy of the encrypted image reaches 7.99 and the adjacent correlations in three directions are within ±0.1. The experimental results show that the proposed algorithm has advantages of large key space, high key sensitivity and can effectively resist the attacks of statistical analysis and gray value analysis. It has good encryption effect on digital image encryption.

基于改进型3D_Henon混沌映射的彩色图像加密方法

为了解决现有混沌映射模型的混沌空间小及混沌能力弱的问题,首先通过耦合二维Henon混沌映射模型和Sine混沌映射模型,设计了一种新的三维混沌映射模型。其次,针对密钥重复使用会降低加密系统安全性的问题,使用Chebyshev映射,结合明文图像,设计出一种新的密钥生成方法。最后,通过本文设计的三维混沌映射模型以及密钥生成方法,提出了一种彩色图像加密方法,并对此方法进行了仿真实验,结果表明,该方法能够安全有效地进行图像加密,保护图像信息安全。

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。

基于六维超混沌和DNA编码的图像加密算法设计

针对低维混沌系统结构比较简单、易受攻击等不足,提出一种新的基于六维超混沌系统的图像加密算法。首先利用六维超混沌系统产生一组混沌序列;其次基于混沌序列和循环移位完成图像的置乱操作;再次基于混沌序列和DNA编码完成图像的扩散操作;最后根据DNA解码规则完成图像解码,进而实现图像的加密。经过实验验证,该算法密钥空间大,复杂度高,加密效果好。

一种基于小波变换域和混沌序列的图像加密算法

伴随网络上图像/视频的应用越来越广泛,图像信息的安全与保密技术越来越重要。本文提出对图像小波变换后的系数进行置乱处理,进一步利用混沌现象的随机性以及不可预测性,产生混沌序列矩阵对变换矩阵进行处理,进一步运用信息隐藏技术对密钥进行隐藏,实现图像信息的高强度加密。利用该方法在不增加图像数据量的情况下,实现图像信息混沌复合加密。该方法既保护了传送图像信息的安全,又不影响合法用户对图像的使用。仿真结果显示:密文加密效果好,恢复图像与原图像一致。

基于仿射和复合混沌的图像自适应加密算法

基于有限整数域上的三维仿射变换和复合混沌,提出了一种新的数字图像加密算法,先置乱图像中像素的位置并根据像素坐标混合像素值,然后依次进行非线性的扩散、代换、再扩散,代换时用图像数据扰动耦合的多个混沌系统以进行自适应加密。算法如此迭代3轮,可有效地抵御选择明文攻击;密钥空间巨大,可抵御穷举攻击。其中的置乱操作可以直接作用于任意宽高比的图像,不需要进行预处理。构造的混沌系统形式简单,符合模块化设计思想,易于并行实现。

基于分数傅里叶变换的混沌图像加密方法

基于混沌映射的图像置乱是图像加密的一种常用方法,加密过程利用Logistic混沌动力学系统过程既非周期又不收敛,且对初始条件敏感的特性,产生实数值混沌序列。对数字图像进行空域置乱和分数傅里叶变换,实现图像的双重加密。计算机模拟表明该方法具有很好的加密效果。

一种基于分块和混沌网的图像置乱方法

图像置乱是实现图像加密的重要手段之一。由于混沌系统具有非周期性、遍历性、伪随机性和对初值的高度敏感性,因而已被广泛应用于图像置乱。为提升图像置乱效果和置乱性能,现提出了一种图像分块与混沌网相结合的图像置乱方法。该方法首先利用一种分块思想将图像进行置乱,进而构造一种混沌网,并将其应用于分块置乱的结果。实验结果表明,该方法不仅可取得良好的置乱效果,并具有较强的抗攻击性能。

基于仿射和复合混沌的图像加密新算法

随着多媒体的广泛应用,数字图像的安全性变得越来越重要.针对数字图像的特点,基于三维仿射变换和混沌,提出一种新的空域加密算法.先置乱像素的位置并根据像素坐标混合像素的值,然后按行交替进行非线性的扩散、代换,如此迭代至少3轮.代换时用中间结果扰动耦合的多个混沌系统以进行自适应的加密,置乱参数由混沌系统自动生成,置乱操作可以直接作用于任意宽高比的图像,不需要进行预处理.稍加改动算法使之处理对象为频域量化后系数,便可转换为频域加密算法.理论分析表明:算法密钥空间巨大,可抵御穷举攻击;明密文映射关系复杂,可有效地抵御选择明文攻击;算法符合模块化设计思想,采用的混沌系统形式简单,易于并行实现.实验结果表明:算法加密效果好,敏感性强,符合密码学中的混淆与扩散原则,安全性高.

基于混沌序列的迭代混合数字图像隐藏技术

给出了一种基于混沌序列的图像隐藏算法。利用图像的迭代混合可以将一幅图像隐藏于另一幅图像之中,借助Logi-stic混沌动力学系统过程既非周期又不收敛,且对初始条件敏感性,产生实数值混沌序列,作为隐藏算法的混合因子,提高了隐藏算法的安全性;为了进一步提高图像隐藏的安全性,对待隐藏图像进行基于象空间的置乱处理。实验结果证明,算法简单易行,安全性好。

数字图像加密综述

针对数字图像的特点,分析了传统加密算法不适用的原因,陈述了数字图像加密的现状,对基于空间域的像素置乱、基于混沌的加密、基于变换域的加密、基于秘密分割与秘密共享的加密、基于神经网络和元胞自动机的加密以及基于盲源分离的加密进行了详细描述,并对它们的特点进行了分析比较。最后,举例分析了大量典型的加密算法,指出了它们的不足,并探讨了进一步的研究方向。

改进的Fibonacci双置乱图像加密算法

图像置乱是实现图像加密的重要手段之一,其最终目的是改变图像像素的位置关系或者灰度值信息,改变图像的统计信息,从而达到图像加密的目的。为提升图像置乱效果和置乱性能,从均匀分块的角度出发,提出了一种改进的Fibonacci双置乱图像加密算法。首先采用均匀分块算法对原图像进行分块,使每个分块图像内的所有像素充分扩散到其他各个图像块中,以有效地削弱图像相邻像素的相关性;然后对每个图像块利用Fibonacci算法做像素位置置乱,以解除图像块的空间相关性;最后对整幅图像采用Fibonacci算法做像素值置乱,解除图像的色彩相关性。实验结果表明,该算法从本质上降低了图像内部相邻像素的相关性,有较强的抵御裁剪和常见噪声攻击的能力,利用双密钥提高了加密系统的安全性。

混合混沌系统的并行多通道彩色图像加密

为了提高彩色图像信息的安全性和加密性能,并使高维混沌系统具有更高的安全性,提出了一种混合混沌系统的并行多通道图像加密方法.将彩色图像分解成为R、G、和B的单色图像,对三种单色图像分别使用不同的高维混沌系统产生混沌序列,并使用三种不同的混沌加密结构进行对像素位置置乱和像素值的多轮扩散,进而实现图像的加密.对R分量采用Lorenz混沌系统;G分量采用Ressler混沌系统;B分量采用Chen混沌系统.仿真实验结果表明:该算法具有足够大的密钥空间,具有良好的加密效果和较高的安全性和加密性能.

基于蔡氏电路混沌系统的图像加密方法

鉴于低维混沌加密存在密钥空间相对较小的局限性,基于三维蔡氏电路混沌系统的图像空域置乱加密方法可避免该局限性。利用产生的混沌序列,经过预处理生成置乱索引矩阵用于图像加密。该方案密钥敏感性高,可实现多幅图像的并行加密,是一种具有较高的安全性,加密效率高,且易于实现的图像加密算法。

基于混沌置乱和混沌加密的DCT域数字水印算法

把混沌理论应用到图像置乱中,提出了基于混沌的数字图像置乱算法.利用混沌加密算法来对水印数据进行加密,能有效防止攻击者根据统计学方法来检测到水印.然后,对载体图像进行DCT变换,并在DCT域上嵌入水印.通过抗攻击仿真实验表明,该数字水印算法具有较强的抗剪切攻击和噪声攻击能力.

用小波变换和混沌映射实现图像置乱

提出了一种基于小波变换和混沌映射的数字图像置乱加密算法。先对数字图像进行小波分解,再对变换后的小波系数进行混沌置乱,最后对置乱后的系数矩阵进行逆小波变换得到加密图像。实验表明,该算法具有令人满意的安全性和置乱效果。

基于多混沌映射的光学图像加密算法

针对单一混沌系统安全性低、光学图像置乱效果差等问题,提出一种基于多混沌映射的光学图像加密算法。该算法在置乱阶段引入Logistic映射产生控制参数,利用Arnold映射对光学图像先进行全局置乱再分块置乱,达到了二次置乱的效果,再利用Henon混沌映射生成的序列,经过适当的处理后与置乱图像进行异或运算以实现像素值的改变,充分打乱图像的像素相关性,达到了很好的加密效果。实验结果表明,该算法简单易行,密钥空间大,同时能有效地抵御各种攻击,具有安全性高,鲁棒性好等加密性能。

一种基于混沌序列的图像加密算法

混沌序列具有易生成性,对初始条件强敏感性,可完全重现性等特点,基于以上特性提出了一种基于混沌序列的图像置乱加密算法,以初始条件为密钥生成混沌序列,然后依据该序列随机修改图像中每一个象素点的RGB值,同时采用基于DES的双向异或置乱算法对图像进行置乱.模拟实验证明该算法实现简单,计算量小,且图像的解密结果对混沌序列的初始值有较强的依赖性,安全性高.

基于小波变换的抗退化混沌图像加密算法

针对图像加密普遍存在高复杂度和安全性差的问题,结合抗退化混沌系统和小波变换,设计一种图像加密算法。利用Lorenz混沌系统,进行抗退化处理,生成混沌序列;使用小波变换,通过混沌序列对各子带系数进行置乱处理,同时对低频子带系数做扩散处理,小波逆变换后得到初始加密图像;对初始加密图像进行像素值的扩散和像素间耦合加密得到最终加密图像。仿真结果表明,该算法的密钥空间大,密钥敏感性强,可以抵抗各种攻击,具有较高的安全性和实用性。

基于混沌加密和SVD的数字图像水印算法

为提高传统数字图像水印算法的安全性,提出一种基于混沌加密和奇异值分解的水印算法。采用Chebyshev混沌映射产生的混沌序列加密水印图像,将加密后的水印图像与原始图像进行分块,再对每一块进行奇异值分解,从而实现水印的嵌入。仿真实验结果证明,该算法对JPEG压缩、高斯噪声、椒盐噪声、滤波等具有较高的鲁棒性,同时能较好地抵抗剪切攻击。