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基于伪随机耦合映射格和混合元胞自动机的图像加密新方案。 (英语) Zbl 07800150号

摘要:本文设计了由两个混沌全局规则组成的混合元胞自动机(HECA),以增强基于Chirikov标准映射(CSM)的伪随机耦合映射格(PRCML)模型的混沌特性。理论分析和仿真表明,PRCML-HECA模型表现出优越的混沌特性。随后,基于该模型实现了一种新的图像加密方案。该方案包括密钥种子生成、加密和解密。设计了一个串联的PRCML-HECA模型来生成与明码图像、初始密钥和时间戳相关的密钥种子。该过程是非线性和不可逆的,确保了所提出的方案能够抵抗chosen-plantext/密文攻击。此外,该方案还包括一个随密钥种子变化的动态替换盒。此外,本文还介绍了大量的统计和安全分析,如扩散、直方图、相关分析等。结果表明,基于PRCML-HECA模型的图像加密方案能够抵抗差分攻击和统计攻击。该方案还具有较强的鲁棒性和高效性。

理学硕士:

94A60型 密码学
94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
68单位10 图像处理的计算方法
68第25页 数据加密(计算机科学方面)
68问题80 细胞自动机(计算方面)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 王,M。;王,X。;Zhao,T。;张,C。;Xia,Z。;Yao,N.,改进交叉耦合映射格中的时空混沌及其在比特级图像加密方案中的应用,Inf Sci,544,1-24(2021)·Zbl 1478.94111号
[2] 王,X。;杨,J。;Guan,N.,基于动态随机耦合映象格子模型的随机交叉扩散高灵敏度图像加密算法,混沌孤子分形,143110582(2021)·Zbl 1498.94085号
[3] Zhang,Y。;黄,H。;王,X。;黄,X.,一种基于遗传变异和MLNCML混沌系统的安全图像加密方案,Multimed Tools Appl,80,19291-19305(2021)
[4] 陈,C。;Sun,K。;He,S.,《有限计算精度的改进图像加密算法》,《信号处理》,168107340(2020)
[5] Naskar,P.K。;巴塔查里亚,S。;Nandy,D。;Chaudhuri,A.,使用混沌帐篷映射和细胞自动机的鲁棒图像加密方案,非线性动力学,1002877-2898(2020)·Zbl 1516.94046号
[6] C.j.,C.l.,z.y.,《具有置换置换网络和混沌的图像密码的密码分析》,IEEE Trans-Circ Syst Vid,3122494-2508(2021)
[7] 哈姆迪,M。;Miri,J。;Moalla,B.,基于混沌系统的混合加密算法(HEA),软计算,251847-1858(2021)
[8] Zhang,Y。;王,X。;刘,L。;何毅。;Liu,J.,非线性耦合晶格中分数阶logistic方程的时空混沌,Commun非线性科学,52,52-61(2017)·Zbl 1510.37067号
[9] V.I.Arnolʹd,A.A.Avez,经典力学的遍历问题,经典力学遍历问题1968·Zbl 0167.22901号
[10] Flores-Vergara,A。;Garcia-Guerrero,E.E。;Inzunza-Gonzalez,E。;Lopez-Bonilla,O.R。;罗德里格斯·奥罗斯科(Rodriguez-Orozco,E.)。;Cardenas-Valdez,J.R。;Tlelo Cuautle,E.,使用多精度算法在64位嵌入式系统中实现混沌密码系统,非线性动力学,96,497-516(2019)·Zbl 1437.94062号
[11] 刘,L。;林,J。;苗,S。;Liu,B.,减少数字面包师图动态退化的双摄动方法,国际分叉混沌杂志,27,07,1750103(2017)·Zbl 1370.94038号
[12] 李世杰。;Chen,G.R。;牟晓清,关于数字分段线性混沌映射的动力学退化,国际分叉混沌杂志,15,3119-3151(2005)·Zbl 1093.37514号
[13] Kaneko,K.,耦合映射格中的时空间歇性,Prog Theor Phys,741031-144(1985)·Zbl 0979.37505号
[14] 刘,Z。;Wang,Y。;赵,Y。;张丽英,基于二维耦合映射格和分块元胞自动机的流密码算法,非线性动力学,1011383-1396(2020)·Zbl 1516.94044号
[15] Chen,G.R。;Mao,Y.B。;Chui,C.K.,基于3D混沌猫映射的对称图像加密方案,混沌孤子分形,21749-761(2004)·Zbl 1049.94009
[16] 王,X。;关,N。;赵,H。;王,S。;Zhang,Y.,一种基于混合多混沌耦合映射格的新图像加密方案,Sci Rep-UK,10,1(2020)
[17] Zhang,Y。;何毅。;李,P。;Wang,X.,一种基于2DNLCML系统和遗传操作的新型彩色图像加密方案,《光学激光工程》,128,第106040页,(2020)
[18] 何毅。;Zhang,Y。;Wang,X.,一种基于二维时空混沌系统的新图像加密算法,神经计算应用,32,247-260(2020)
[19] 王,X。;赵,H。;冯·L。;叶,X。;Zhang,H.,基于动态耦合映射格的随机扩散高灵敏度图像加密算法,Opt Laser Eng,122225-238(2019)
[20] Yu,F。;龚,X。;李,H。;Wang,S.,使用基于块的加扰和图像滤波的图像密码的差分密码分析,Inf Sci,554145-156(2021)·Zbl 1486.94138号
[21] P.M.,H.T.,K.S.,U.A.,《基于混沌的图像和视频加密的抑制动机和经验安全性分析》,IEEE Trans-Inf Foren Sec,13(2018)2137-2150。
[22] 周,P。;杜,J。;周,K。;Wei,S.,2D混合伪随机耦合PS映射格及其在S盒生成中的应用,非线性动力学,1031151-1166(2021)
[23] 李,X。;牟,J。;熊,L。;王,Z。;Xu,J.,分数阶双环掺铒光纤激光器混沌系统及其在图像加密中的应用,Opt laser Technol,140107074(2021)
[24] 彭,Y。;Sun,K。;He,S.,混沌系统参数估计的改进返回图方法,国际分叉混沌杂志,30,04,2050058(2020)·Zbl 1442.37087号
[25] 张,X。;胡毅,基于三维置乱模型和动态DNA编码的多重图像加密算法,OPT Laser Technol,141107073(2021)
[26] Dong,Y。;Zhao,G.,基于伪随机耦合映射格和基本细胞自动机的时空混沌系统,混沌,孤子分形,151,文章111217 pp.(2021)
[27] Rukhin,A。;索托,J。;Nechvatal,J。;史密斯,M。;Barker,E.,《密码应用随机数和伪随机数生成器的统计测试套件》,NIST特别出版物800-22,美国马里兰州盖瑟斯堡,800,163(2001)
[28] Chirikov,B.V.,《多维振子系统的普遍不稳定性》,《物理学代表》,52,263-379(1979)
[29] Wolf,A。;斯威夫特,J.B。;Swinney,H.L。;Vastano,J.A.,从时间序列中确定Lyapunov指数,《物理D:非线性现象》,16,3,285-317(1985)·Zbl 0585.58037号
[30] 余,H。;Hao,Y。;Bai,D.,《评估SHA-512、SHA-256和DHA-256对抗回旋镖攻击的安全裕度》,科学与中国信息科学,59,5(2016)
[31] 李,M。;卢·D。;Xiang,Y。;Zhang,Y。;Ren,H.,使用两轮置换和扩散的混沌图像密码的密码分析和改进,非线性动力学,96,31-47(2019)·Zbl 1439.94041号
[32] 王,X。;陈,S。;张毅,一种基于随机动态混合的混沌图像加密算法,Opt Laser Technol,138,Article 106837 pp.(2021)
[33] 王,X。;杨,J.,一种基于多动态耦合系数分段耦合映射格的隐私图像加密算法,Inf Sci,569,217-240(2021)
[34] Wu,Y。;Noonan,J.P。;Agian,S.,NPCR和UACI图像加密随机性测试,Cyber J(2011)
[35] 胡,G。;Li,B.,基于单位变换的耦合混沌系统及其在图像加密中的应用,《信号处理》,178,第107790页,(2021)
[36] 薛静,K。;Zihui,G.,基于DNA编码和时空混沌系统的新型彩色图像加密方案,《信号处理图像》,80,115670(2020)
[37] Shakiba,A.,一种新的随机一维混沌Chebyshev映射,用于选择明文攻击,具有新的混沌广度优先遍历的安全图像加密,Multimed Tools Appl,7834773-34799(2019)
[38] 王,X。;王,Q。;张毅,基于行和列切换的快速图像算法,非线性动力学,791141-1149(2015)
[39] 张毅,基于混沌和立方S-Box的统一图像加密算法,信息科学,450,361-377(2018)·Zbl 1440.94085号
[40] Gayathri,J。;Subashini,S.,一种高效的时空混沌图像密码,基于动态扩散相位驱动的改进置乱算法,Inf Sci,489,227-254(2019)·Zbl 1458.94235号
[41] Herbadji博士。;Belmeguenai,A。;北卡罗来纳州德鲁伊奇。;Liu,H.,基于增强二次混沌映射的彩色图像加密方案,IET图像处理,14,40-52(2020)
[42] Wu,Y。;周,Y。;Saveriades,G。;阿加安,S。;Noonan,J.P。;Natarajan,P.,Local Shannon熵测量与图像随机性统计测试,Inf Sci,222323-342(2013)·Zbl 1293.94019号
[43] Wu,Y。;Yang,G。;Jin,H。;Noonan,J.P.,使用二维logistic混沌映射进行图像加密,电子成像杂志,21(2012)
[44] 周,Y。;鲍,L。;Chen,C.L.P.,使用新参数切换混沌系统的图像加密,信号处理,93,3039-3052(2013)
[45] W.Y.,P.N.J.,A.S.,《用于图像加密的轮式开关混沌系统》,《2011年系统科学与工程国际会议论文集》,2011年,第23-27页。
[46] 廖,X。;Lai,S。;周强,基于自适应波传输的新型图像加密算法,信号处理,902714-2722(2010)·Zbl 1194.94108号
[47] 华,Z。;周,Y。;潘,C。;Chen,C.L.P.,图像加密的2D正弦Logistic调制图,Inf Sci,297,80-94(2015)
[48] 华,Z。;Zhou,Y.,使用2D Logistic-adjusted-Sine映射进行图像加密,Inf Sci,339,237-253(2016)
[49] Mansouri,A。;Wang,X.,一种新型一维正弦激励混沌映射及其在新图像加密方案中的应用,Inf Sci,520,46-62(2020)·Zbl 1460.94055号
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