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基于余弦变换的混沌系统用于图像加密
摘要： 混沌因其不可预测性和初始状态敏感性等特性，被视为密码学应用的天然候选方案。然而，某些基于混沌的密码系统已被证实存在各种安全缺陷，因其所用混沌映射不具备复杂的动力学行为。为解决该问题，本文提出一种基于余弦变换的混沌系统（CTBCS）。该系统以两个混沌映射作为种子映射，可生成具有复杂动力学行为的混沌映射。为说明其有效性，我们利用CTBCS生成了三个混沌映射并分析其混沌复杂性?；谄渲幸桓錾傻幕煦缬成?，进一步提出图像加密方案。该方案通过高效置乱分离相邻像素，并采用随机顺序替换将明图的微小变化扩散至密图所有像素。性能评估表明，CTBCS生成的混沌映射比现有映射展现出显著更复杂的混沌行为。仿真结果验证了所提图像加密方案的可靠性，且安全性分析证明该方案比多种先进图像加密方案具有更高安全级别。
关键词： 图像隐私、混沌系统、图像加密、密码学、安全分析、基于混沌的加密
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于二维随机置换的二维压缩感知在图像加密后压缩中的应用
摘要： 采用随机置换的块压缩感知（BCS-RP）已被证明对"先加密后压缩"（ETC）图像应用非常有效。然而在BCS-RP方案中，由于加密是在图像的每个小块内进行的，块的统计信息会被泄露。为解决该问题，本文提出一种用于图像ETC应用的二维随机置换（2DRP）策略结合二维压缩感知（2DCS）方案——其中2DRP策略用于图像加密，2DCS方案用于压缩加密后的图像。与BCS-RP方案相比，本方法具有两大优势：首先安全性更优；其次能显著提升重建图像的峰值信噪比（PSNR）。
关键词： 图像加密、图像压缩、二维压缩感知、先加密后压缩、二维随机置换
更新于2025-09-23 15:22:29
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[2019年IEEE BiCMOS与化合物半导体集成电路及技术研讨会（BCICTS） - 美国田纳西州纳什维尔（2019.11.3-2019.11.6）] 2019年IEEE BiCMOS与化合物半导体集成电路及技术研讨会（BCICTS） - 面向下一代相干光通信的超过70GHz、4.9V峰峰差分电压InP线性驱动器
摘要： 我们提出了一种具有随机加权系数和部分变换核函数的多通道随机离散分数阶傅里叶变换（MRFrFT）。首先对每个通道的加权系数进行随机化处理，然后基于选择方案选取的核函数通过一组随机纯相位掩模（RPOMs）进行随机化。所提出的MRFrFT既可电子实现也可光学实现，其主要特征和性质已给出。关于一维信号的数值模拟表明，MRFrFT具有输出幅度和相位均呈随机性的重要特性。此外，由于具有大密钥空间和对私钥的高度敏感性，二维图像的MRFrFT可视为一种安全性增强的图像加密方案。
关键词： 分数阶傅里叶变换、图像加密、混沌逻辑映射、随机相位掩模
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于耦合映射格子与DNA的帕累托最优进化图像加密方法
摘要： 进化算法通常是解决具有多个冲突目标的优化问题的合适方法。对于许多复杂的工程优化问题，多目标建模被视为现实模型。本文提出并实现了一种基于帕累托最优的图像加密算法，该算法利用耦合映像格子（CML）混沌函数和脱氧核糖核酸（DNA）组合来加密图像。所讨论的工作采用多目标遗传算法（MOGA）获取优化结果。提出的两阶段算法在第一阶段使用伪随机数生成器、混沌方法CML和DNA创建DNA掩模的初始种群；第二阶段应用MOGA获取加密给定明文图像的最佳掩模。重点是通过多目标优化的帕累托生成方法构建帕累托前沿。论文采用密钥敏感性、密钥空间、像素变化率、统一平均变化强度、熵、直方图和相关系数等标准指标评估实施效果，并探讨了采用多适应度函数作为图像加密目标时遗传算法的影响。
关键词： 帕累托优化、图像加密、多目标遗传算法、DNA、细胞膜元胞自动机、混沌
更新于2025-09-12 10:27:22
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忆阻器混沌系统的有限时间同步及其在图像加密中的应用
摘要： 本文研究了忆阻器混沌系统（MCSs）的有限时间同步问题。首先设计了一个忆阻器仿真电路来实现MCSs，随后基于该仿真电路建立了MCSs模型，并在所提出的控制器作用下成功实现了系统的有限时间同步。接着推导了闭环动力学的稳定性分析，并通过数值仿真验证了理论结果的有效性。最后提出了一种基于MCSs的图像加密算法，统计性能分析表明该加密算法具有有效性，显示出其在安全通信中的潜在应用价值。
关键词： 忆阻器混沌系统、有限时间同步、图像加密、忆阻器仿真电路
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于灰度图像加密的JPEG图片加密后压缩系统
摘要： 提出了一种基于块置乱的加密方案，以增强采用JPEG压缩的"先加密后压缩"（EtC）系统的安全性，使我们能够通过不可信的信道提供商（如社交网络服务提供商）安全地传输图像。该方案允许使用比传统方案更小的块尺寸和更多的块数量。即使原始图像具有三个颜色通道，使用该方案加密的图像由于采用灰度图像而包含较少的颜色信息。这些特性增强了对拼图解谜攻击和暴力攻击等各种攻击的防御能力。实验中评估了该方案对拼图解谜攻击的防御效果。将加密图像上传至Facebook和Twitter后再下载，结果表明该方案对EtC系统有效。
关键词： 拼图游戏，JPEG格式，图像加密，ETC系统
更新于2025-09-09 09:28:46
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一种基于混沌的图像加密方案：采用数位级置换与块扩散技术
摘要： 根据置换与扩散过程中的最小处理单元，图像加密可分为像素级和比特级两类。大多数像素级置换仅改变像素位置，因此置换后图像与原图像的直方图完全相同。比特级置换虽能改变图像直方图，但因涉及比特级运算而耗时较长。本文提出一种新型数位级置换方法：将图像像素矩阵分解为三个数字矩阵，再通过亨农映射对这些数字矩阵进行置乱。该数位级置换兼具像素级置换与比特级置换的优势，同时我们设计的高速扩散操作有效解决了类CBC扩散效率低下的问题。仿真实验与详细分析证明，本图像加密系统具有卓越的安全性与高效性。
关键词： 混沌、块扩散、位级、图像加密
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于三维Logistic映射的混沌图像加密有效框架
摘要： 本文提出了一种基于三维Logistic映射、安全哈希算法3（SHA-3）和心电图（ECG）信号的有效混沌加密框架。针对现有部分算法存在密钥固定和敏感性低等缺陷，本研究通过两项创新予以解决：（1）为消除明文图像的求和不变性现象，采用SHA-3计算明文图像的哈希值，并将该结果用于影响混沌映射的初始密钥；（2）利用不同受试者或同一受试者在不同时间可能存在差异的ECG信号解决密钥固定问题。所提加密方法中所有控制参数和初始密钥均通过Wolf算法生成。结合经典的置乱-扩散架构，本算法可有效避免明文图像求和不变性与密钥固定的缺陷。实验结果与安全性分析表明，该加密算法能够实现保密通信。
关键词： 混沌加密、图像加密、三维Logistic映射、SHA-3、心电信号
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于量子混沌映射和DNA编码的图像加密算法
摘要： 随着网络和信息技术的飞速发展，人们对信息安全尤其是数字图像?；と找嬷厥?，大量图像加密算法相继被提出。由于混沌映射具有非周期性和对初值的敏感性，其似乎可作为图像加密工具。最新研究表明量子混沌映射对初始条件微小变化极为敏感，这种特性能极大提升加密算法的复杂度。目前基于DNA编码的各类图像加密算法层出不穷，通过DNA四个碱基对实现图像像素值编码以达到像素扩散效果，但多数方法在选择DNA编码规则时固定不变。本文提出一种融合量子混沌映射、Lorenz混沌映射与DNA编码的新算法，动态选用四种碱基对组合出八种DNA编码规则及八种DNA加法与异或规则。该策略显著增强了算法的可靠性和安全性。仿真实验表明，通过直方图分析、相关性分析和像素变化率(NPCR)测试，该算法具有高度安全性，能有效抵御暴力攻击和统计攻击等各类攻击。
关键词： 量子混沌映射、DNA编码、图像加密、Lorenz混沌映射
更新于2025-09-09 09:28:46
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采用最高有效位和分段线性混沌图形高容量的医学图像加密
摘要： 随着云计算的发展，数据隐私已成为关注焦点。然而现有方法无法以可逆方式隐藏大量信息。本文提出一种基于最高有效位预测的高容量可逆数据隐藏图像加密算法。由于明图中像素与其相邻区域存在局部相关性，相邻两像素值通常非常接近。因此，借鉴多数图像编码压缩方法，利用已解密图像预测像素值具有合理性。但某些情况下会出现预测误差，故本算法第一步是识别原始图像中所有预测误差，并将位置信息存储于二进制误差分布图中。随后提出高容量可逆数据隐藏方法（CPHCRDH）来修正预测误差：先根据误差分布图预处理原始图像以消除所有预测误差，再进行加密；最终通过MSP预测无损重建明图。通过对眼、躯干和脑部三组CT图像测试实例的仿真实验表明，该算法在水平/垂直相关系数等六项指标上显著优于对比算法。
关键词： 分段线性，数字图像，混沌图形，可逆数据隐藏方法，图像加密
更新于2025-09-09 09:28:46