多涡卷混沌映射的彩色图像加密算法

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基于多混沌系统的彩色图像加密算法

基于多混沌系统的彩色图像加密算法
刘浏;张雪锋
【期刊名称】《西安邮电学院学报》
【年(卷),期】2013(018)005
【摘要】为了改进彩色图像的加密效果,设计出一种基于多混沌系统的彩色图像加密算法.先应用Arnold映射对彩色图像的红、绿、蓝三个颜色分量像素位置矩阵进行置乱操作,再采用Logistic和Henon生成混沌序列分别与处理后图像红、绿、蓝颜色分量的奇偶像素进行异或操作,即可实现对彩色图像的有效加密.仿真结果表明,基于多混沌系统的置乱置换操作可实现彩色图像不同基色的完全混淆,具有较好的加密效果和安全性.
【总页数】5页(P45-49)
【作者】刘浏;张雪锋
【作者单位】西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西西安710121;西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西西安710121
【正文语种】中文
【中图分类】TP309.7
【相关文献】
1.基于Chen系统与超混沌Lorenz系统的彩色图像\r加密算法 [J], 李鸫
2.基于混沌系统的量子彩色图像加密算法 [J], 张健;霍达
3.基于混沌系统的彩色图像加密算法 [J], 田嘉琪;谢淑翠;张建中
4.基于组合混沌系统和交换策略的彩色图像加密算法 [J], 叶瑞松;吴梓康;邓睿;梁杰涛
5.基于DNA动态编码和混沌系统的彩色图像无损加密算法 [J], 朱凯歌;武相军;任广龙
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一种多混沌的彩色图像认证加密算法

第１３卷
第２Ｏ期
２０１３年７月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０１．１３Ｎｏ．２０Ｊｕ１．２０１３
１６７１ —１８１５（２０１３）２０ — ５８４３ — ０５
ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
５８４４
科
学
技
术
与
工
出基于混沌加密的思想以来，混沌系统的对初始条
１混沌系统
混沌现象是非线性动力系统中出现的确定性的、类似随机的过程，这种过程既非周期，又不收敛，并且对初始值有及其敏感的依赖性。本论文中
像素之间的相关性更小，置乱距离更大，提高了系
统的复杂性，增加了破译难度。
密技术不能完全满足安全性高的图像加密需要¨ ，
特别是涉及到彩色图像的加密使得这些加密方法更是力不从心。自１９８９年英国数学家Ｍａｔｔｈｅｗｓ提
研究方向：图像处理和机器人控制与运动规划。Ｅ — ｍａｉｌ：ｐｅｊ８８８０２８９
＠ｓｉｎａ．ｔｏｍ
２００２年，ＬｉｔＪｉｎ — ｈｕ等提出了统一混沌系统，该系统将Ｌｏｒｅｎｚ系统和Ｃｈｅｎ系统连接起来，而ＩＪｉｕ系统仅为其一个特例。其数学模型为

彩色图像混沌加密算法

彩色图像混沌加密算法彩色图像处理是数字图像处理的重要组成部分，在网络与多媒体通信中，常常涉及到彩色图像文件加密。

为此，我们提出了一种彩色图像混沌加密算法，该加密算法通过选用Lorenz 系统中三个不同维的变量生成置乱矩阵来分别实现对RGB彩色图像三分量的置乱加密，从而实现对整个彩色图像文件加密。

一、彩色图像混沌加密算法设计实现1、对Lorenz混沌序列的优化Lorenz动力学方程为：其中，参数σ，r，b 的典型值分别为σ= 10，r=28，b=8／3，在σ和b不变，当r>24.74时，系统进入混沌状态。

但该系统输出的实值混沌序列有一些固有缺陷：x，y，z的值域各不相同，不利于批处理；x，y，z局部取值呈现单调性，易受线性预测攻击；x，y，z自相关特性非理想的δ函数，互相关特性非理想的零特性，难以保证不可预测性，而且系统多输出特性也得不到充分利用。

为此，有专家提出了一种对Lorenz混沌序列的优化方法，构建了式(2)所示的一个数学模型：其中，x’，y’，z’三为优化后的实值混沌序列；m为控制参数，通过它可以提高序列取值的不规则性；round()为取最接近整数函数。

经过实验，证明此优化序列具有良好的混沌特性、较理想的万函数自相关特性和近似为0的互相关特性。

本空域算法采用了此混沌优化序列。

2、置乱算法利用式(2)产生的三个优化后的混沌序列x’，y’，z’生成三个置乱矩阵，分别对RGB彩色图像的三个分量进行置乱加密。

置乱矩阵的生成方法：利用优化混沌序列生成相应的置换矩阵PM×N，对PM×N来说，其中任一元素Pij∈[1，2，…，M×N]，且Pij=Pkl，当且仅当i=k，j=1。

比如：M=4，N=4，P即为4×4的矩阵，由优化混沌序列生成16个实数值组成的混沌序列为：10.95621370、10.91248372、10.57640346、11.0759704、11.62504738、11.13958961、10.26628130、9.10829136、9.53332571、9.21575219、9.11570905、9.19910548、8.87154601、9.27423505、9.85781001、10.94356727对以上序列按大小排序，然后从1到16进行标识，即可得到序列：4、6、7、3、1、2、8、15、10、12、14、13、16、11、9、5。

一种新的基于超混沌映射的彩色图像加密算法

Ｃｈｅｎ ’ Ｓｈｙｐｅｒｅｈａｏｔｉｃｓｙｓｔｅｍａｒｅｕｓｅｄｔｏｓｃｒａｍｂｌｅｔｈｅｐｉｘｅｌｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｆｅａｃｈｃｈｎｎａｅ１．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｅｖｅｒｙｃｈａｎｎｅｌｉｓｅａｒｉｅｄｏｕｔｔｈｅｂｉｔ — ｐｌａｎｅｄｉｓｐｌａｃｅ－
中图分类号
ＴＰ３０９
文献标识码
Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３８６ｘ．２０１３．０８．０８５
ＡＮＥＷＣＯＬＯＵＲＩＭＡＧＥＥＮＣＲＹＰＴＩｏＮＡＬＧＯＲＩＴＨＭＢＡＳＥＤｏＮＨＹＰＥＲＣＨＡｏＴＩＣＭＡＰＰＩＮＧ
位平面置换和按位取反操作来实现像素值的扰乱，最后重组位平面及３个颜色通道即可获得加密图像。模拟仿真和安全性分析表明，提出
的图像加密算法加密效果较好，具有较大的密钥空间、对密钥具有较强的灵敏性，并且可以抵抗穷举攻击以及统计攻击。
关键词图像加密超混沌位平面置换按位取反安全性
ｉｍａｇｅｉｓｄｅｉｒｖｅｄｆｒｏｍｒｅｅｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｂｉｔ — ｐｌａｎｅｓｎｄａｔｈｒｅｅｃｏｌｏｕｒｃｈａｎｎｅｌｓＲ，ＧａｎｄＢ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｅｃｕｒｉｔｙａｒｒａｌｙｓｉｓａｌｌｓｈｏｗｔｈａｔｏｕｒｉｍａｇｅｅｎ — ｃｒｙｐｔｉｏｎａｌｇｏｉｔｒｈｍｈａｓｇｏｏｄｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ，ｂｉｇｇｅｒｋｅｙｓｐａｃｅ，ｈｉｇｈｅｒｋｅｙｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄｃａｎｒｅｓｉｓｔｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｉｖｅａｔｔａｃｋａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｔｔａｃｋ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＩｍａｇｅｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎＨｙｐｅｒ — ｃｈａｏｓＢｉｔ — ｐｌａｎｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＢｉｔｗｉｓｅｎｅｇａｔｉｏｎＳｅｃｕｒｉｔｙ

基于混沌系统的彩色图像加密算法

空间大、对初值敏感及随机性好等特点，把混沌系统应用于图像加密已成为目前研究的热点。其中，Lorenz系统是最为经典的混沌系统，得到广泛的应用和推广。但是同时有大量理论研究证明了低维混沌系统产生的伪随机序列存在安全性缺陷，因此提出了一些改进的混沌系统对图像加密可以对图像像素直接进行置乱扩散，也可以对图像像素的RGB三分量进行加密,47。
摘要：为提高图像加密算法的安全性，提出一种将改进的Lorenz混沌系统应用到彩色图像的加密方案，同时考虑RGB 三分量之间的相互关联。提取彩色图像的rgb三分量并分块，将混沌系统产生的伪随机序列转换为明文相关的密m序列和动态置乱序列，明文发生微小改变密胡流序列也会完全不同；对R分量实现块置乱和像素点逐一置乱，对G& B分量分别进行迭代扩散；对已加密的三分量进行前向和后向扩散。仿真和安全性分析结果表明，该算法具有可行性、较高的安全性和密钥敏感性。关键词：混沌系统；图像加密；RGB三分量；置乱扩散；前向后向扩散中图法分类号：TP309. 7 文献标识号：A 文章编号：1000-7024 （（019） 07-1816-07 doi： 10. 16208/j. issnl000-7024. 2019. 07. 003
Abstract： To improve the security of image encryption algorithm, the improved Lorenz chaotic system was applied to the encrypionschemeofcolorimage&andOhecorrelaionamongOheRGBOhreecomponenOswasalsoesOablished.TheRGBOhreecomponenOs of color image were exOracOed and par i ioned.The pseudo-random sequences generaOedOhroughOhe chao ic sysOem were converOed inOo plainOex-relaOedkey sequences and dynamic scrambling sequences.If a iny change happens in plainOexO&key sOreamsequencewilbecompleOelydiferenO.ThedynamicscramblingsequenceswereusedinOheblockscramblingandOhepixel poinOvaluedisorderofOheRcomponenOs.TheplainOex-relaOedkeysequenceswererespecivelyusedinOheieraivedifusionof OheG&BcomponenO.TheOhreeencrypOedcomponenOsweredisOribuOedbyforwardandbackwarddifusion.Throughsimulaion andsecuriyanalysis&OheresulsverifyOheviabiliyofOhealgorihm&whichshowsishighkeysensiiviyandsecuriy. Keywords：chaoicsysOem#imageencrypion#RGBcomponenO#scramblinganddifusion#forward-backwarddifusion

一种改进的多混沌系统彩色数字图像加密方案

（ａｇｈｕＰｌｅｈｉＣｌｇ，ａｇｈｕ２５０，ｈｎ）ＹｎｚｏｏｔｃｎｏｅｅＹｎｚｏ２０９Ｃｉｙｃｌａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＡｎｉｒｖｄｃｌｒｉｇｎｒｐｉｎｓｈｍｅｂａｅｎｔｅｃｍｂｎｔｏｆＬｇｓｉｐａｄＬｏｅｚｍｐｏｅｏｏｍａｅｅｅｙｔｃｅｓｄｏｈｏｉａｉｎｏｏｉｔｃｍａｎｒｎｏｓｓｅｉｉｅｎｔｉａｅ．Ｔｅｃｌｒｉｇｎ３一ｉｎｉｎａｐｃｓｔｒｅｎｔｈｒｙｉｇｎ２ｄ — ｙｔｍｓｇｖｎｉｈｓｐｐｒｈｏｏｍａｅｉｄｍｅｓｏｌｓａｅｉｕｎｄｉｏｔｅｇａｍａｅｉ一ｉｍｅｓｏａｐｃｎｉｎｌｓａｅ，ａｄｔｎｔｅｃａｔｃｓｑｅｃｓｇｎｒｔｄｂｇｓｉｎｏｅｚｃａｔｃｓｓｅａｅｕｅｏｎｈｅｈｈｏｉｅｕｎｅｅｅａｅｙＬｏｉｔａｄＬｒｎｈｏｉｙｔｍｒｓｄｔｃ
有效地降低了算法的计算强度和空间需求；置乱时实现了不同层次（Ｇ、亮度值的完全混合，Ｒ、Ｂ）取得了较好
的加密效果，全性更高。安关键词：沌；色图像；密；ｏｉｉ映射；ｏｅｚ系统：ｔｂ仿真混彩加ＬｇｔｓｃＬｒｎＭａａｌ
ｔｎｅｆｃｓａｄｈｇｅｕｔ．ｉｆｅｔｎｉｈｓｃｒｙｏｉ
Ｋｅｒｓ：ｃａｓ；ｏｏｍａｅ；ｎｒｐｉｎ；ｇｓｉｐ；ｏｅｚｓｓｅ；ａｌｂｓｍｕａｉｎｙｗｏｄｈｏｃｌｒｉｇｅｃｙｔｏＬｏｉｔｃｍａＬｒｎｙｔｍＭｔａｉｌｔｏ

基于自适应和多混沌系统的彩色图像压缩加密算法

（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋａｉｆｅｎｇ４７５００４，Ｃｈｉｎａ；
Ｓｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｏｎａｎｄＭｕｌｔｉｐｌｅＣｈａｏｔｉｃＳｙｓｔｅｍｓ
ＤＩＮＧＷｅｎｋｅ，ＺＨＡＮＧＹｉｎｇ，ＣＨＡＩＸｉｕｌｉ ¨ ，ＧＵＯＪｕｎｙａｎ
第４５卷第２期２Ｏ１５年３月
河南大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）
ＶｏＬ４５Ｎｏ．２
Ｍａｒ．２Ｏ１５
２．ＨｅｎａｎＲａｄｉｏ＆ＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｌｏｒｉｍａｇｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｅｗｃｏｌｏｒｉｍａｇｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｓｅｌｆａｄａｐｔｉｏｎａｎｄｍｕｌｔｉｐｌｅｃｈａｏｔｉｃｓｙｓｔｅｍｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｂｌｏｃｋｓｏｆ８× ８ｐｉｘｅｌｓｏｆｔｈｅｉｍａｇｅｗｅｒｅｓｃｒａｍｂｌｅｄｂｙｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｃｈａｏｔｉｃｓｙｓｔｅｍｇｌｏｂａｌｌｙ．ＴｈｅｎｔｈｅＲＧＢｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｅｒｅｓｅｐａｒａｔｅｄａｎｄｃｏｎｖｅｒｔｅｄｔＯＹＣｒＣｂｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｎＤＣＴｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎｗｅｒｅｂｏｔｈｅｘｅｃｕｔｅｄ．ＹＣｒＣｂｂｌｏｃｋｓｗｅｒｅ

结合多混沌映射与dna的彩色图像加密算法

结合多混沌映射与 DNA 的彩色图像加密算法①
胡春杰1, 黄启胜3, 陈翠1, 嵇海祥2, 阮聪2
1(水利部南京水利水文自动化研究所, 南京 210012) 2(江苏南水科技有限公司, 南京 210012) 3(云南省水文水资源局西双版纳分局, 西双版纳 666100) 通讯作者: 胡春杰, E-ma字技术、通信技术的不断发展, 数字图像、视频等多媒体交流形式在人们日常生活中扮着相当重要的角色[1]. 然而在通信传输过程中, 这些信息的安全性面临到巨大的威胁. 相比现代数字图像具有海
量数据、高度相关性的特点, 一些传统的加密算法已不适用于图像加密[2,3]. 由于混沌系统是非线性的动力系统, 具有初值敏感性、遍历性、随机性等特点, 与图像加密非常契合, 被广泛应用于图像加密领域[4–9].
文献[10]提出了一种多混沌映射的快速图像加密
① 收稿时间: 2019-04-26; 修改时间: 2019-05-21; 采用时间: 2019-05-23; csa 在线出版时间: 2019-12-10
Software Technique•Algorithm 软件技术•算法 189
计算机系统应用

摘要: 针对低维混沌系统和单一的 DNA 加密方案的空间小、复杂度低等问题, 提出一种基于多混沌映射与 DNA 的彩色图像加密算法. 先利用 Arnold 变换对图像每分量进行图像位置置乱, 利用 Logistic 混沌映射产生与明文图像大小相同的随机矩阵并进行分块操作, 再进行 DNA 规则运算, 其运算方式由 Chen 超混沌系统产生的混沌序列动态决定. 仿真实验结果表明, 算法加密与恢复效果良好, 能有效地抵御各种统计攻击与差分攻击, 具有良好的安全性、抗噪声性好、复杂高等加密性能. 关键词: Logistic 映射; 位置置乱; DNA; 超混沌系统

基于混沌映射的彩色图像加密算法设计实现

对于需压缩的图像而言，由于置乱变换破坏了图像像素之间的相关性，会使压缩的效果变差。对
于ＪＥＰＧ彩色图像，其数据压缩算法是在频域进行的，们如果将频域加密算法与压缩算法结合进我行，不会增加太多的计算量。但对ＪＥ就ＰＧ而言，
２频域算法设计
２１是图像信息，传统的加密技术不考虑这些多媒体数据的特点，其作将
为普通数据流进行加密，因此在某种程度上有一定
的局限性。
本算法利用单向散列函数ＳＡ来生成ＬｇｓＨ１ｏｉ —
赵方舟。赵怀勋李
（中国人民武装警察部队工程学院。西安摘
双刘佳馨
］０７）５００
７０８（１０６）中国人民武装警察部队哈尔滨指挥学院哈尔滨
要算法使用Ｌｇｔｏｉｉｓｃ映射产生混沌序列。采用单向散列函数生成Ｌｇｔｏｉｉｓｃ映射的两个初始值，进行混沌迭代产
维普资讯
总第２１期２２００８年第３期
计算机与数字工程
Ｃｏｍｐｕｅｔｒ＆ＤｉｉｌＥｎｇｎｅｉｇｇｔａｉｅｒｎ
Ｖｏ．６Ｎ．１３ｏ３
８７
基于混沌映射的彩色图像加密算法设计实现
ｔ映射迭代初始值。Ｓ１函数是由美国国家标ｉｃＨＡ准和技术局和美国国家安全局设计的与ＤＳ一起Ｓ

一种改进的多混沌系统彩色数字图像加密方案

一种改进的多混沌系统彩色数字图像加密方案赵文金【期刊名称】《扬州职业大学学报》【年(卷),期】2012(016)001【摘要】提出一种改进的基于Logistic映射和Lorenz映射相结合的彩色图像加密方法。

将三维空间的彩色图像转换成二维的灰度图像,分别利用Logistic、Lorenz混沌系统生成的混沌序列对二维图像进行像素位置与像素值的置乱,对置乱后的图像按折叠算法进行处理。

Matlab仿真实验结果可知,转换成二维灰度图像后有效地降低了算法的计算强度和空间需求;置乱时实现了不同层次（R、G、B）亮度值的完全混合,取得了较好的加密效果,安全性更高。

%An improved color image encryption scheme based on the combination of Logistic map and Lorenz system is given in this paper.The color image in 3-dimensional space is turned into the gray image in 2-dimensional space,and then the chaotic sequences generated by Logistic and Lorenz chaotic system are used to scramble the pixel position and pixel values in 2-Dimensional image respectively.The disordered image can be handled by folding algorithm.From the results of Matlab simulation,the strength of calculation and space requirement to the algorithm are descended after converting into 2-Dimensional gray-scale images.Different levels of（R,G,B）luminance values have been completely mixed in scrambling,thus achieving better encryption effects and high security.【总页数】5页(P6-10)【作者】赵文金【作者单位】扬州职业大学,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】TP309.7【相关文献】1.动力系统——基于离散混沌系统广义同步定理的数字图像加密方案 [J], 臧鸿雁2.一种基于混沌同步的数字图像自适应加密方案 [J], 郭克敏;刘洋3.基于离散混沌系统广义同步定理的数字图像加密方案 [J], 臧鸿雁;闵乐泉;吴春雪;赵耿4.一种基于混沌的数字图像信息加密方案 [J], 李静;向菲;张军朋5.一种基于双混沌映射的数字图像分块加密方案 [J], 伊皮提哈尔·塔依尔; 阿布都热合曼·卡的尔因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于混沌序列的数字彩色图像加密算法

中分号Ｔ３．图类：Ｐ０６１
基于混沌序列的数字彩色图像加密算法
何松林
（昆明学院物理科学与技术系，昆明６０１）５２４
摘
要：提出用Ｌｇｓｃｏｉｉ混沌序列产生多个加密矩阵与基色矩阵进行多次异或的方法，ｔ对彩色图像的ＲＢ分量进行随机化处理，Ｇ使加密后
ｅａｇｄｂｓｎｌｐｅｓｔｆａａｔｒｏｅｂａｃｎｎｔｌａｕｓｔｅｅｃｙｔｏｅ．ｅｅｐｒｍｅｔｏｆｒｉａｉｉｙｎｌｒｅｙｕｉｇｍｕｔｌｅｓｏｒｍｅｅｆｔｒｎｈａｄｉｉｉｌｅａｈｎｒｐｉｎｋｙＴｈｘｅｉｎｓｃｎｉｉｐｈａｖｍｔｖｌｔ．ｓｄ
ｒｎｏｌｎｄｅｃｙｔｄｉｇｅｏａｄｍｙａｎｒｐｅｍａｅｂｃｍｅｓｍｏｅｕｉｏｍＢｅａｓｈｈｏｉｅｕｎｅｒｘｒｍｅｙｓｎｉｖｅｔｈａａｔｒｎｈｎｔａｒｎｆｒｃｕｅｔｅｃａｔｃｓｑｅｃｓａｅｅｔｅｌｅｓｔｏｔｅｐｒｍｅｅｓａｄｔｅｉｉｌｉｉｖｌｅ，ｖｎｉｅｅｃｙｔｏｌｏｉｈｉｐｎＷｉｈｕｉｈｔｅ，ｈｓｆｌｉｆｒｔｎｃｎｎｔｂｏ．ｅｅｃｙｔｎｋｙｌｎｔｓｅｅｔｖｌａｕｓｅｅｆｔｎｒｐｉｎａｇｒｔｍｓｏｅ．ｔｏｔｈｅｒｇｙｔｅｕｅｕｎｏｍａｉａｏｅｇｔＴｈｎｒｐｉｅｅｇｈｉｆｃｉｅｙｈｔｋｏｏ

利用Lorenz混沌系统设计实现彩色图像加密算法

ｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｒｅｅｇｒｏｕｐｓｏｆｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｄｅｓｉｇｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｅｎｃｒｙｐｔｔｒｕｅｃｏｌｏｒｉｍａｇｅｏｆｒｅｄ，ｇｒｅｅｎａｎｄｂｌｕｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｕｓｅｅａｃｈｉｎｄｉｃａｔｏｒｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｌａｒｇｅｋｅｙｓｐａｃｅ，ａｎｄｃａｎｇｅｔｔｈｅｉｄｅａｌｅｆｆｅｃｔｏｆｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ．
散是指像素的原始位置打乱．即打破像素问的关联．但是他们的值不变，因此直方图也不变化。混淆是利用异
三维混沌系统，如Ｌｏｒｅｎｚ系统、Ｃｈｅｎ系统等，之前
被用来设计保密通信系统，近几年，开始被研究者用来做加密图像。三维混沌系统拥有更多的状态变量和参数，因此设计的加密算法具有更大的密钥空间。
信息处理・控制技术・ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
利用Ｌｏｒｅｎｚ混沌系统设计
实现彩色图像加密算法

基于混沌系统的彩色图像加密新方案

ａｅｕｅｏｈｆｅｔｅｏｉｏｓｆｉｇｉｅｓｒｏｒｓｄｔｓｕｌｈｐｓｔｎｏｍａｅｐｘｌｉｆｍｒｗａｄｃｌｍｎｅａａｅｙＴｅｈｆｅｉｇｉｎｒｐｅａｄｅ — ｏｎｏｕｓｐｒｔｌ．ｈｓｕｌｄｍａｅｓｅｃｙｔｄ，ｎｎ
ＣｏｌｇｆＩｆｒｔｎＥｎｉｅｒｇ，ａｇｈｕＵｎｖｒｉＹａｇｈｕ，ｉｎｓ２０９，ｉａｌｅｏｎｏｍａｉｇｎｅｎＹｎｚｏｉｅｓｙ，ｎｚｏＪａｇｕ２５０Ｃｈｎｅｏｉｔ
好，全性更高安
关键词：沌系统；色图像；密混彩加
Ｄ：０７８．ｓ．０２８３．１．．７文章编号：０２８３（０１０．０００文献标识码：ＯＩ１．７／ｉｎ１０．３１０１３０３ｊｓ２０２１０．３ｌ２１）３０９ —４Ａ中图分类号：Ｐ０．Ｔ３９７
ｓａｅｏｅｖｒｉｈｓｇｏｆｃｎｉｈｓｃｒｈｏｇｈｆｉｇｉｇｉｅｆｄｆｒｎｅｅ（Ｇ，．ｐｃ．ｒｏｅ，ａｏｄｅｅｔａｄｈｇｅｕｉｔｒｕｈｓｕｎｍａｅｐｘｌｏｉｅｅｔｌｌＲ，）Ｍｔｙｔｌｓｖｓ
Ｅ－ｉ：ｙｍａｌｌ
＿
２００＠１３ｔｍ２５１６．ｏ
ＬＩＹｕｎ，ＵＺＨＥＮＧｎａ．ｖｌｅｃｙｔｎｃｅｅｆｒｏｏｉａｅｂａｅｎｈｏｉｙｔｍ．ｍｐｔｒＥｎｉｅｒｎｎＹｏｇｉＮｏｅｎｒｐｉｓｈｍｏｃｌｒｍｇｓｄｏｃａｔｓｓｅＣｏｏｃｕｅｇｎｅｉｇａｄ

一种新的基于超混沌映射的彩色图像加密算法

一种新的基于超混沌映射的彩色图像加密算法薛香莲【摘要】为了提高图像加密算法的安全性,提出一种新的基于超混沌映射的图像加密算法.首先,将彩色图像分解成三个通道分别是R、G、B,然后利用Ch.n超混沌系统产生的4条混沌序列对每个通道的像素位置进行置乱;接着以4条混沌序列为基础条件对每个通道进行位平面置换和按位取反操作来实现像素值的扰乱,最后重组位平面及3个颜色通道即可获得加密图像.模拟仿真和安全性分析表明,提出的图像加密算法加密效果较好,具有较大的密钥空间、对密钥具有较强的灵敏性,并且可以抵抗穷举攻击以及统计攻击.%In order to improve the security of image encryption algorithm,we presented a new colour hyperchaotic mapping-based image encryption algorithm.First,the colour image is decomposed into three channels of R,G and B respectively.Secondly,four chaotic sequences generated by Chen's hyperchaotic system are used to scramble the pixel locations of each channel.Thirdly,every channel is carried out the bit-plane displacements and bitwise negation by taking the four chaotic sequences as the basic condition for disturbing the pixel values.At last,the encrypted colour image is derived from recombining the bit-planes and three colour channels R,G and B.Simulation and security analysis all show that our image encryption algorithm has good encryption effect,bigger key space,higher key sensitivity,and can resist the exhaustive attack and statistic attack.【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2013(030)008【总页数】4页(P318-321)【关键词】图像加密;超混沌;位平面置换;按位取反;安全性【作者】薛香莲【作者单位】西安财经行知学院信息系陕西西安710038【正文语种】中文【中图分类】TP309目前，图像信息安全技术的研究主要有两种方法：图像信息的加密和图像信息的隐藏技术。

一种基于多涡卷混沌系统的图像加密方法[发明专利]

专利名称：一种基于多涡卷混沌系统的图像加密方法专利类型：发明专利
发明人：王兴元,叶晓林
申请号：CN201911159803.0
申请日：20191122
公开号：CN110929279A
公开日：
20200327
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种基于多涡卷混沌系统的图像加密方法。

本发明方法，包括：S1、构造基于Chua’s系统的多涡卷混沌系统；S2、设置混沌秘钥参数，产生一个新的多涡卷混沌系统；S3、结合Arnold映射方法对明文进行像素点的置乱；S4、基于新的多涡卷混沌系统设计随机扩散方法。

本发明的技术方案解决了现有技术中的用于图像加密的混沌系统结构过于简单、复杂度较低、与加密算法的联系度差导致的密文抗破译能力不强等问题。

本发明提出的图像加密方法具有更好的安全性以及更强的抗破译能力。

申请人：大连海事大学
地址：116026 辽宁省大连市高新园区凌海路1号
国籍：CN
代理机构：大连东方专利代理有限责任公司
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一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法[发明专利]

专利名称：一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法专利类型：发明专利
发明人：张云鹏,左飞,翟正军,焦会琴
申请号：CN200810150051.7
申请日：20080613
公开号：CN101604439A
公开日：
20091216
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法，技术特征在于：记图像
Input_image各像素点的灰度值为二维矩阵P，将P进行S盒变换，并将变换结果转换为一维像素数组P，即P，P，P，P，…P，记为序列{P}；将{X’}和{X’}的各个值与{P}中的每个像素的各个分量进行XOR运算；即P’＝P⊕X’⊕X’，完成加密过程。

具有密钥空间大，密钥敏感度高，安全性好，抗攻击能力强的优点。

本方法的安全性却可以完全不依赖于图像的属性，对安全性要求较高的情况特别适用。

申请人：西北工业大学
地址：710072 陕西省西安市友谊西路127号
国籍：CN
代理机构：西北工业大学专利中心
代理人：王鲜凯
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基于多混沌系统的彩色图像加密方法

基于多混沌系统的彩色图像加密方法
蒋君莉;张雪锋
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2014(31)10
【摘要】为了提高彩色图像加密的安全性和加密性能,设计了一种基于多混沌系统的彩色图像加密方法.将一个彩色图像分解为R、G、B三个灰度图像,使用MD5算法动态生成加密算法的初始值,然后使用三种不同的基于混沌的加密结构对三个图像进行加密.对R图像使用Feistel结构加密,其中Feistel结构的S一盒由Logistic 混沌序列和Hyperhenon混沌序列组合产生;对G图像使用由Lorenz系统产生加密序列对图像进行代替和置换操作的加密结构;对B图像使用由分段线性混沌映射产生加密序列,然后加密图像的加密结构,再把加密后的图像结合起来生成加密后的图像.理论分析和实验结果表明,该加密方法能够较为有效地保证彩色图像加密的安全性.
【总页数】7页(P3131-3136,3140)
【作者】蒋君莉;张雪锋
【作者单位】西安邮电大学通信与信息工程学院,西安710061;西安邮电大学通信与信息工程学院,西安710061
【正文语种】中文
【中图分类】TP309.7
【相关文献】
1.一种基于Logistic与Henon混沌系统的彩色图像加密方法 [J], 陈翎;潘中良
2.基于Logistic和统一混沌系统的彩色图像加密方法 [J], 张志锋;赵进超
3.基于一种新混沌电路的彩色图像加密方法 [J], 李兵;黄霞;李玉霞
4.基于高维混沌系统的JPEG彩色图像加密方法 [J], 陈景柱;鲍玉斌
5.基于三维混沌与小波变换的彩色图像加密方法研究 [J], 潘文歆
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一种多混沌的彩色图像认证加密算法

一种多混沌的彩色图像认证加密算法蒲昌玖【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)020【摘要】In order to protect color image effectively,a color image encryption scheme based on multiple chaotic maps and authentication is presented.The algorithm generated 128-bit Hash keys by the mathematical operation in the RGB components of the color image,and the Hash key is used as part of the image encryption keys.Then,pixels shuffling and pixels substitution are simultaneous implemented to encrypt the color image using Logistic chaotic system,unified chaotic system and Hashkeys.Finally,theoretical analyses and simulated experiment show that the color image encryption algorithm shows advantages of larger key space,higher security,a random distribution characteristics of the pixel value of the encrypted image and the zero correlation of adjacent pixels.%为了实现对彩色图像的有效保护,提出一种基于多混沌系统和图像认证功能的彩色图像加密算法.该算法通过对彩色图像RGB分量的运算生成128位Hash值,并把该Hash值作为部分图像加密的密钥.然后通过Logistic混沌系统、统一混沌系统和Hash值对彩色图像进行像素置乱和替代操作以实现图像加密.最后,理论分析和仿真实验结果表明,该加密算法具有密钥空间大,保密性好,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性和相邻像素值的零相关特性.【总页数】5页(P5843-5847)【作者】蒲昌玖【作者单位】重庆第二师范学院网络中心,重庆400067【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.一种基于时空混沌系统的彩色图像自适应位级加密算法 [J], 柴秀丽;甘志华2.一种新的基于混沌的彩色图像加密算法 [J], 谢国波;苏本卉3.一种基于Lorenz混沌系统的比特级彩色图像加密算法 [J], 黄晶晶;王清华;李振华;;;4.一种基于混沌与Bit位扰乱的彩色图像加密算法 [J], 庄志本;刘静漪;陈世强;5.一种螺旋结构与三维超混沌的彩色图像加密算法 [J], 聂洪玉;周春荣;蒋郑红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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［2 ， 14 － 16 ］
密对象分为灰度图像加密和彩色图像加密，按混沌系统分为一维、二维、高维混沌映射加密。一维、二维混沌映射具有形式简单、运行效率高等优点，但低维混沌存在密钥空间安全性不高等缺点。高维超混沌具有更高的复杂性、随机小、性和更好的不可预测性等优点，能更有效地抵御相空间重构等破译方法的进攻，保密性强，密钥空间大
0
引言
图像信息具有直观性强、信息量大等特点，且多媒体通信已
［ 1 ］成为人们进行信息交流的重要手段。然而利用无线电和一般［ 2 ］通信网络非法获取图像数据已经变得越来越容易，因此，图像
dx = a（ y － f（ x）） dt dy dt = x － y + z dz dt = － by
（ 1）
信息安全已成为一个关键且需迫切解决的问题。图像加密技术是保护图像信息安全最经济有效的方法，是一项非常实用而又亟如待快速发展的关键技术。目前存在多种不同的图像加密方案，空域加密方案
［ 3 －5 ］［ 6 －7 ］［ 8 － 10 ］、。频域加密方案和自适应加密方案
b， u 为系统其中： f（ x） = u（ x － sgn（ x + 1 ）－ sgn（ x － 1 ））； a，参数。该多涡卷混沌系统离散化映射模型为： x（ n + 1 ） = a（ y（ n）－ f（ x（ n）））（ 2） y（ n + 1 ） = x（ n）－ y（ n） + z（ n） z（ n + 1 ） = － by（ n）其中： f（ x（ n）） = u（ x（ n）－ sgn（ x（ n） + 1 ）－ sgn（ x（ n）－ 1））。 0，令式（ 1 ）右边等于零，得系统五个平衡点分别为（ 2 ，－ 2）、（ 1， 0 ，－ 1 ）、（ 0， 0， 0）、（－ 1， 0， 1）、（－ 2， 0， 2 ）。该系统 Jacobian 矩阵表达式为：－ au a 0 （ 3） J = －1 1 1 0 －b 0 b = 12 ． 5 ， u = 0 ． 5 时，当取 a = 8 ，得 Jacobian 矩阵的特征 0． 105 2 + 3． 096 0i、 0． 105 2 － 3． 096 0i。根据文值为－ 5． 210 4 、 17］献［的方法，计算得到系统最大李雅普诺夫指数为 0． 22 。 b = 12 ． 5 ， u = 0． 5 、 y0 ， z0 ） = （ 0 ． 1 ，当取 a = 8 ，初始值（ x0 ， Matlab 仿真得三涡卷混沌映射相图如图 1 所示。 0． 1， 0． 1），
*
Abstract: For color image encryption， this paper constructed a multiscroll chaotic system and put forward the image encryption algorithm based on the chaotic system． The experimental results show that the algorithm has better key sensitivity， large key space and the ability of diffusion and confusion． The algorithm can effectively resist the statistical attack and exhaustive attack and it has good safety． Key words: multiscroll chaotic map; image encryption algorithm; key analysis
由于混沌映射具有对初值和参数的敏感性，使得基于混沌映射的
［ 8 ］已成为图像信息安全领图像加密算法更具高效性和高安全性，
{
域的一个研究热点想
［13 ］
［ 11 － 12 ］
。
1989 年，英国数学家 Matthews 最早提出混沌加密的思，此后人们提出了多种基于混沌的图像加密算法，按加
Image encryption algorithm based on multiscroll chaotic map
ZHAO Pengtao ， LIU Gang， PENG Jieli， WANG Minghao
( College of Science， The Second Artillery Engineering University， Xi an Shaanxi 710025 ， China)
Journal of Computer Applications 计算机应用，2012，32( S2) : 177 － 179 文章编号： 1001 － 9081 （ 2012 ） S2 － 0177 － 03
ISSN 1001-9081 CODEN JYIIDU
2012-12-31 http: / / www．joca． cn
基于多涡卷混沌映射的彩色图像加密算法
赵鹏涛，刘
*
刚，彭接力，王明昊
（第二炮兵工程大学理学院，西安 710025 ） ( * 通信作者电子邮箱 zxl03786260@ 163． com)
摘要：针对彩色图像加密问题，构造了一种多涡卷混沌映射系统，提出了基于该混沌映射系统的图像加密算法，实验结果表明: 该算法具有较好的密钥敏感性、很大的密钥空间和较好的扩散和混淆能力，可以有效地抵抗统计攻击和穷举攻击，具有很好的安全性。关键词：多涡卷混沌映射; 图像加密算法; 密钥分析中图分类号： TP391． 41 文献标志码： A