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双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图像加密
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作者 贾静雯 张钊 +1 位作者 周红艳 陈雪波 《光学精密工程》 北大核心 2025年第4期624-640,共17页
为了解决现有混沌图像加密算法中低维混沌系统混沌性质弱、安全性低,高维混沌系统传输成本高、存储空间大以及压缩感知技术中传统测量矩阵占用空间大、传输成本高等问题,本文提出一种双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图... 为了解决现有混沌图像加密算法中低维混沌系统混沌性质弱、安全性低,高维混沌系统传输成本高、存储空间大以及压缩感知技术中传统测量矩阵占用空间大、传输成本高等问题,本文提出一种双超混沌系统结合压缩感知和Fibonacci变换的彩色图像加密算法。首先,通过Lorenz超混沌系统优化Arnold算法,提高安全性。其次,利用6D超混沌系统改进压缩感知的测量矩阵,减少空间资源和传输成本。再次,采用具有大密钥空间和高安全性的6D超混沌系统进行置乱,提高安全性。最后,利用Fibonacci Q矩阵分块扩散,增强不可预测性。此外,在图像重建中引入2D投影梯度嵌入解密算法,与传统重建算法相比,具有更高的安全性和计算效率。实验结果表明:信息熵均超过7.999,更接近理想值8,相关系数接近0,像素数变化率和统一变化率接近理想值99.6094%和33.4635%。在有效保护图像安全性和完整性的同时,具有很强的抗统计攻击和差分攻击能力以及更好的鲁棒性。 展开更多
关键词 图像加密 混沌系统 压缩感知 fibonacci Q矩阵
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三维星座缩放加密的扩展加权分数傅里叶变换安全通信方法
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作者 孟庆微 贠彦直 王晗 《通信学报》 北大核心 2025年第2期136-146,共11页
为解决无线通信开放性带来的安全问题,从信号层面入手,提出一种三维星座缩放加密的扩展加权分数傅里叶变换安全通信方法。该方法设计了混沌三维布朗运动序列,利用其控制缩放参数生成随机缩放矩阵,进而对每个星座符号进行缩放加密。随后... 为解决无线通信开放性带来的安全问题,从信号层面入手,提出一种三维星座缩放加密的扩展加权分数傅里叶变换安全通信方法。该方法设计了混沌三维布朗运动序列,利用其控制缩放参数生成随机缩放矩阵,进而对每个星座符号进行缩放加密。随后,将缩放加密后的星座符号组合为I/Q信号,并进行扩展加权分数傅里叶变换处理。此外,还给出了三维星座缩放加密的概率模型,并证明了其具有完全保密性。仿真结果表明,所提方法加密后有效扰乱了原本分布规律的星座图,且即使密钥空间发生微小变化,也无法解密出任何有价值的信息。 展开更多
关键词 三维星座 缩放加密 扩展加权分数傅里叶变换 混沌三维布朗运动
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一种基于混沌加密的奇数阶正交变换辅助MIMO收发机设计
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作者 常馨宇 邓涛 张琳 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期57-63,共7页
针对水下可见光多输入多输出(MIMO)通信系统天线配置自由度低和安全性不足的问题,设计一种基于混沌加密的奇数阶正交变换辅助的水下可见光MIMO收发机。首先,提出了奇数阶正交矩阵生成算法,提升了水下可见光通信系统的可拓展性。其次,使... 针对水下可见光多输入多输出(MIMO)通信系统天线配置自由度低和安全性不足的问题,设计一种基于混沌加密的奇数阶正交变换辅助的水下可见光MIMO收发机。首先,提出了奇数阶正交矩阵生成算法,提升了水下可见光通信系统的可拓展性。其次,使用双混沌加密算法对传输数据进行加密,提升了水下可见光通信系统的信息传输安全性。仿真结果表明,相较于基准方案,该方案具有更优的可靠性和安全性性能。 展开更多
关键词 水下可见光通信 多输入多输出 正交变换 混沌加密 安全性
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基于螺旋相位变换和广义Fibonacci混沌的光学图像加密 被引量:15
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作者 郭媛 许鑫 +2 位作者 敬世伟 金涛 金梅 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期988-996,共9页
为了解决光学加密技术中混沌序列分布不均匀,抗选择明文攻击能力弱以及菲涅尔域双随机相位编码系统对第1个衍射距离不敏感等问题,该文基于螺旋相位变换和新型广义Fibonacci混沌系统,提出一种光学图像加密算法。在菲涅尔域的双随机相位... 为了解决光学加密技术中混沌序列分布不均匀,抗选择明文攻击能力弱以及菲涅尔域双随机相位编码系统对第1个衍射距离不敏感等问题,该文基于螺旋相位变换和新型广义Fibonacci混沌系统,提出一种光学图像加密算法。在菲涅尔域的双随机相位编码中对明文图像进行相位编码和螺旋相位变换,克服系统对第1块随机模板和衍射距离不敏感的缺陷,提高光学密钥敏感性。添加安全图像与明文进行加权干涉,进一步提高光学密钥敏感性和密钥维度。构造可产生均匀混沌序列的广义Fibonacci混沌系统生成随机模板,解决密钥体积过大分发传递困难问题,克服Logistic混沌分布不均匀的缺点,提高密钥传输效率及密钥敏感性。同时用明文哈希值SHA-256生成混沌初值和螺旋相位变换参数,使得密钥流随明文自适应变化,达到"一次一密"的效果,提高算法抵抗选择明文攻击能力和明文敏感性,雪崩效应更强。实验对比表明该算法明文及密钥敏感性高,密钥空间大,鲁棒性好,能有效抵御各种攻击,是一种高安全性的光学图像加密方法。 展开更多
关键词 光学图像加密 广义fibonacci混沌 螺旋相位变换 菲涅尔变换 一次一密
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云环境下的图像分治压缩加密算法
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作者 白恩健 曾皓炜 +1 位作者 吴贇 蒋学芹 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期592-600,共9页
为解决加密的图像在云环境下需要图像预览的应用需求,本文提出一种基于差值变换和脱氧核糖核酸编码的混沌图像分治压缩加密算法。通过差值变换将图像预处理为原始图像和供预览的小尺寸缩略图像,利用四维分数阶混沌系统对原始图像进行无... 为解决加密的图像在云环境下需要图像预览的应用需求,本文提出一种基于差值变换和脱氧核糖核酸编码的混沌图像分治压缩加密算法。通过差值变换将图像预处理为原始图像和供预览的小尺寸缩略图像,利用四维分数阶混沌系统对原始图像进行无损压缩加密,对缩略图像采用脱氧核糖核酸混合的高低位强加密,实现原始图像和缩略图像的分开解密,有效降低传输数据量和提高加密效率。实验结果证明:算法对原始图像的压缩比约为1.4,对全图强加密的效率比约为0.05~0.3。缩略图强加密具有良好的加密性能,能够抵御相关性分析、熵分析和差分分析等安全攻击。完全解密图像依赖于缩略图像的解密,算法的总体安全性能得到保障。 展开更多
关键词 云环境 图像预览 分治压缩加密 分数阶混沌系统 差值变换 脱氧核糖核酸加密 高低位加密 无损压缩 差值霍夫曼编码
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基于2D-HCE混沌加密的动态DL-GMPWFRFT安全通信方法
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作者 贠彦直 孟庆微 +1 位作者 王西康 王晗 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期163-174,共12页
为提升无线通信物理层的保密性,提出一种全新的基于2维Hénon-cosine-exponent混沌加密的动态双层广义多参数加权分数傅里叶变换安全通信方法(Dynamic Double-layer Generalized Multi-parameter Weighted Fractional Fourier Trans... 为提升无线通信物理层的保密性,提出一种全新的基于2维Hénon-cosine-exponent混沌加密的动态双层广义多参数加权分数傅里叶变换安全通信方法(Dynamic Double-layer Generalized Multi-parameter Weighted Fractional Fourier Transform Secure Communication Method for 2-dimensional Hénon-cosine-exponent Chaotic Encryption,2D-HCE-DDL-GMPWFRFT)。通过向Hénon映射引入余弦和幂指非线性项扰动混沌迭代过程,构建新型2维Hénon-cosine-exponent混沌映射(2-dimensional Hénon-cosine-exponent Chaotic Encryption,2D-HCE),Lyapunov指数、系统分岔图等,验证其优越性。以广义多参数加权分数傅里叶变换(Generalized Multi-parameter Weighted Fractional Fourier Transform,GMPWFRFT)为基础,结合双层WFRFT结构,设计并构造64种双层广义多参数加权分数傅里叶变换(Double-layer Generalized Multi-parameter Weighted Fractional Fourier Transform,DL-GMPWFRFT)。利用2D-HCE混沌序列实施星座幅相加密、随机选取DL-GMPWFRFT变换类型,对星座进行动态变换加密,进而掩盖调制信号样式,并增强系统对参数检测的防御能力。仿真结果表明,新方法加密后星座图呈现类高斯分布,密钥空间大,可达到2^(218),密钥敏感性好,即使非法窃听者密钥与正确密钥有10^(-15)误差,非法窃听者误比特率仍然在0.4~0.5之间。 展开更多
关键词 物理层安全 混沌加密 动态函数加密 双层广义加权分数傅里叶变换
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基于分数阶2D-TFCDM映射和改进的Hilbert曲线置乱的图像加密算法
7
作者 高颖颖 田野 《计算机工程与科学》 北大核心 2025年第1期66-74,共9页
为增强数字图像在传输中的安全性,同时解决图像像素间关联性强、数据量大等问题,提出了一种基于分数阶2D-TFCDM映射和改进的Hilbert曲线置乱的图像加密算法。首先,利用分数阶2D-TFCDM映射产生伪随机序列;其次,对明文图像进行分块,将改进... 为增强数字图像在传输中的安全性,同时解决图像像素间关联性强、数据量大等问题,提出了一种基于分数阶2D-TFCDM映射和改进的Hilbert曲线置乱的图像加密算法。首先,利用分数阶2D-TFCDM映射产生伪随机序列;其次,对明文图像进行分块,将改进的Hilbert曲线对子块图像进行置乱,为充分地削弱图像的相关性,进一步提高图像的置乱度,再对图像进行M×N次Arnold变换,同时改变每次Arnold变换的参数;最后,将异或运算与明文图像的平均像素值相结合进行扩散,得到最终的加密图像。对3幅256×256大小的灰度图像进行测试,结果表明,加密图像的像素间关联性较弱,具有较好的加密效果、良好的统计特征和强大的抗干扰能力,可有效抵抗各种常见的攻击,在图像加密方面具有较好的实用价值。 展开更多
关键词 图像加密 分数阶2D-TFCDM映射 改进的Hilbert曲线 分块置乱 Arnold变换
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一种基于随机数种子置乱的二维Logistic图像加密算法
8
作者 张庆 方永锋 晏永 《现代电子技术》 北大核心 2025年第11期89-93,共5页
图像以信息传递、情感表达、认知等方面的优势,广泛应用在金融、医疗、教育等行业,成为互联网用户之间传递信息的一种重要媒介。如何保护图像内容信息,特别是涉及隐私、机密等敏感信息时,成为当前的研究热点。图像加密通过置乱像素位置... 图像以信息传递、情感表达、认知等方面的优势,广泛应用在金融、医疗、教育等行业,成为互联网用户之间传递信息的一种重要媒介。如何保护图像内容信息,特别是涉及隐私、机密等敏感信息时,成为当前的研究热点。图像加密通过置乱像素位置和改变像素值来保护图像内容。针对二维Logistic映射算法在图像加密中存在的密钥设置复杂等问题,设计一种基于二维Logistic映射和随机数种子的图像加密算法。该算法通过Arnold矩阵变换置乱随机数,并结合二维Logistic映射生成混沌序列实现图像加密。通过对实验结果的直方图和信息熵分析表明,加密图像像素分布均匀,难以提取有用信息,相关性分析证明加密算法降低了相邻像素的相关性。综合实验结果,所提出的算法能有效保护图像信息,操作简单、密钥易设置且敏感,具有较高的安全性和实用性。 展开更多
关键词 图像加密 随机数种子 二维LOGISTIC映射 Arnold矩阵变换 混沌序列 信息安全 密钥敏感性 灰度直方图分析
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Fibonacci变换及其在数字图像水印中的应用 被引量:26
9
作者 商艳红 李南 邹建成 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第A02期148-151,155,共5页
基于Fibonacci变换具有均匀性的良好性质,在一种基于Fibonacci变换的数字图像置乱方法的基础上,给出了一种描述数字图像置乱程度的置乱度的定义,并比较了Arnold变换和Fibonacci变换的置乱效果。实验表明Fibonacci变换的置乱效果比Arnol... 基于Fibonacci变换具有均匀性的良好性质,在一种基于Fibonacci变换的数字图像置乱方法的基础上,给出了一种描述数字图像置乱程度的置乱度的定义,并比较了Arnold变换和Fibonacci变换的置乱效果。实验表明Fibonacci变换的置乱效果比Arnold变换的置乱效果要好。还考虑了Fibonacci变换在数字图像水印中的应用,并作了一些抗攻击实验,取得了令人满意的结果。 展开更多
关键词 fibonacci变换 图像置乱 数字水印
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一种基于小波变换的混沌图像加密方法 被引量:12
10
作者 单华宁 王执铨 +3 位作者 王国清 李艳芳 王滨 尹政 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2003年第z1期199-201,共3页
给出一种在二维小波变换基础上 ,进行混沌映射 ,将图像加密的方法。该方法应用二维小波分解算法分解图像信息 ,从分解结构中提取二维信号的低频系数和高频系数 ,再分别对其实行混沌猫映射 ,从而完成图像的加密。解密时 ,首先对系数进行... 给出一种在二维小波变换基础上 ,进行混沌映射 ,将图像加密的方法。该方法应用二维小波分解算法分解图像信息 ,从分解结构中提取二维信号的低频系数和高频系数 ,再分别对其实行混沌猫映射 ,从而完成图像的加密。解密时 ,首先对系数进行猫映射的逆映射 ,然后利用提取出的低频系数和高频系数进行二维小波重构 ,实现对原始图像的解密。仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 小波变换 混沌 猫映射 加密
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一种基于混沌和Fibonacci伪随机数列的加密方法 被引量:10
11
作者 蒋本铁 刘嘉辉 徐彬 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期864-866,共3页
利用Fibonacci数列本身的自相似性和Logistic映射在混沌状态下对初值的敏感性,以Logistic映射作为混沌模型,采用Fibonacci数列与混沌映射混合的方法产生混沌的伪随机数列.在取Fibonacci数列初始循环10万次,Logistic非线性差分方程系数3... 利用Fibonacci数列本身的自相似性和Logistic映射在混沌状态下对初值的敏感性,以Logistic映射作为混沌模型,采用Fibonacci数列与混沌映射混合的方法产生混沌的伪随机数列.在取Fibonacci数列初始循环10万次,Logistic非线性差分方程系数3.8,进行1 000次迭代的条件下仿真.结果表明,这种方法提高了输出的混沌序列的随机特性,改进了有限精度的局限性,使混沌序列退化为周期序列的问题,使数列具有很好的随机性,使输出的伪随机数列的周期加大.利用该方法对数据进行加密,具有较高的稳定性和安全性. 展开更多
关键词 混沌 混沌序列 fibonacci数列 伪随机数列 加密
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基于仿射变换的数字图像置乱加密算法 被引量:56
12
作者 朱桂斌 曹长修 +2 位作者 胡中豫 何世彪 柏森 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期711-715,共5页
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... 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 。 展开更多
关键词 拟仿射变换 数字图像 图像置乱 周期性 安全性 信息加密 QATLIG
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基于分数傅里叶变换的混沌图像加密方法 被引量:14
13
作者 王银花 柴晓冬 +2 位作者 周成鹏 冯兆艳 左言胜 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期172-174,共3页
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... 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。 展开更多
关键词 混沌 分数傅里叶变换 图像置乱 图像加密
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改进的基于混沌序列的幻方变换图象加密 被引量:17
14
作者 陈巧琳 廖晓峰 +1 位作者 陈勇 周庆 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第22期138-139,232,共3页
定义了幻方变换矩阵,充分利用混沌序列对初始值的敏感性,结合镜像变换,提出了改进的基于混沌序列幻方加密算法。实验表明,改进的算法实现容易,运算速度快,且安全性高。
关键词 图象加密 混沌序列 幻方变换
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魔方变换及其在数字图像加密中的应用 被引量:26
15
作者 鲍官军 计时鸣 沈建冰 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2002年第11期23-25,共3页
提出了一种新的数字图像置乱方法 :魔方变换。结合非线性动力学系统的Logistic映射 ,设计了基于魔方变换的图像加密 /解密算法 ,首先由密钥生成得到自然数混沌序列 ,以此序列为参数对图像矩阵进行魔方变换后得到加密图像 ,解密算法是加... 提出了一种新的数字图像置乱方法 :魔方变换。结合非线性动力学系统的Logistic映射 ,设计了基于魔方变换的图像加密 /解密算法 ,首先由密钥生成得到自然数混沌序列 ,以此序列为参数对图像矩阵进行魔方变换后得到加密图像 ,解密算法是加密算法的逆过程。实验结果表明 ,该算法能够得到令人满意的结果。 展开更多
关键词 魔方变换 数字图像加密 混沌序列 置乱变换 图像处理 计算机 信息安全
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一种抗剪切变换攻击的数字图像加密算法 被引量:19
16
作者 张雪锋 范九伦 康宝生 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期2260-2263,共4页
为了能对经过剪切变换攻击的加密图像进行有效恢复,给出了一种基于混沌序列的数字图像加密算法,该方法在预处理的基础上,基于数字图像灰度矩阵位平面进行置乱加密,在恢复过程中通过像素邻域灰度信息进行恢复,能够有效抵御针对加密图像... 为了能对经过剪切变换攻击的加密图像进行有效恢复,给出了一种基于混沌序列的数字图像加密算法,该方法在预处理的基础上,基于数字图像灰度矩阵位平面进行置乱加密,在恢复过程中通过像素邻域灰度信息进行恢复,能够有效抵御针对加密图像的剪切变换攻击。实验表明,该方法具有较好的效率和安全性。 展开更多
关键词 混沌系统 混沌序列 图像加密 剪切变换
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基于m序列变换和混沌映射的图像加密算法 被引量:11
17
作者 刘家胜 黄贤武 +1 位作者 朱灿焰 吕皖丽 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期1476-1479,共4页
该文利用m序列发生器中移位寄存器状态的遍历性(全零状态除外),首次提出一种“m序列变换”用于图像位置置乱的方法。并利用混沌映射系统具有初值敏感性,参数敏感性和类随机性的特点,设计了一种基于“m序列变换”与混沌映射相结合的图像... 该文利用m序列发生器中移位寄存器状态的遍历性(全零状态除外),首次提出一种“m序列变换”用于图像位置置乱的方法。并利用混沌映射系统具有初值敏感性,参数敏感性和类随机性的特点,设计了一种基于“m序列变换”与混沌映射相结合的图像加密算法,与其它图像加密算法相比,该算法的密钥空间非常巨大,具有更好的安全性。 展开更多
关键词 图像加密 m序列变换 混沌映射
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基于频谱切割和二维Arnold变换的彩色图像加密算法 被引量:15
18
作者 龚黎华 曾绍阳 周南润 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第9期2599-2602,共4页
针对多通道彩色图像加密算法传输负担大的缺陷,提出了基于频谱切割和二维Arnold变换的单通道彩色图像加密算法。该算法对原彩色图像的RGB分量分别进行不同分数阶次的分数傅里叶变换(FrFT),将各分量所得频谱信息进行切割,组合成一幅新的... 针对多通道彩色图像加密算法传输负担大的缺陷,提出了基于频谱切割和二维Arnold变换的单通道彩色图像加密算法。该算法对原彩色图像的RGB分量分别进行不同分数阶次的分数傅里叶变换(FrFT),将各分量所得频谱信息进行切割,组合成一幅新的频谱;再用二维Arnold变换对组合频谱进行置乱,使三个分量的频谱信息充分混淆和扩散。密文为一幅灰度图像,在保留原彩色图像主要信息的同时,减小了传输负担。仿真结果与性能分析验证了该算法的加密效果和安全性。 展开更多
关键词 分数傅里叶变换 频谱切割 二维Arnold变换 图像加密
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基于小波变换和改进双随机相位编码的多图像加密算法 被引量:11
19
作者 朱薇 杨庚 +1 位作者 陈蕾 许建 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2014年第5期87-92,共6页
以小波变换和双随机相位编码为基本理论依据,提出了一种新的多图像加密算法。该方法利用小波变换的多层次分解特性,提取各个图像的低频部分组合成一幅新的图像,再利用基于混沌的双随机相位编码算法进行加密。所提方法采用低频部分横向... 以小波变换和双随机相位编码为基本理论依据,提出了一种新的多图像加密算法。该方法利用小波变换的多层次分解特性,提取各个图像的低频部分组合成一幅新的图像,再利用基于混沌的双随机相位编码算法进行加密。所提方法采用低频部分横向叠加的组合方式,避免了加性串扰,提高了系统容量和加密效率。另外,借助混沌系统来生成随机相位模板的思想使得加密系统在减小密钥体积的同时,增加了密钥的敏感性。数值仿真表明所提算法能够有效性的进行多图像加密,并且具有较高的密钥敏感性和良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 图像加密 小波变换 随机相位编码 混沌
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基于混沌数列变换的图像加密算法 被引量:11
20
作者 任洪娥 戴琳琳 张健 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第5期1615-1619,共5页
针对现有的数字图像加密算法存在算法复杂、运算成本大以及安全性不高等问题,提出了一种基于混沌数列变换的数字图像加密算法。该算法通过对Logistic和Hybrid两种不同的混沌序列进行变换,从像素灰度值以及像素位置两方面对图像进行加密... 针对现有的数字图像加密算法存在算法复杂、运算成本大以及安全性不高等问题,提出了一种基于混沌数列变换的数字图像加密算法。该算法通过对Logistic和Hybrid两种不同的混沌序列进行变换,从像素灰度值以及像素位置两方面对图像进行加密。实验结果表明,该算法加密效果良好并且能够抵御统计分析以及攻击操作,密钥量大安全性高,符合现代技术对图像加密的要求。 展开更多
关键词 混沌系统 LOGISTIC映射 Hybrid映射 数列变换 图像加密
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