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基于混沌随机分块与Arnold变换的彩色图像加密算法研究谌贻会【摘要】针对彩色图像的加密,本文使用混沌映射首先对彩色图像进行随机分块,并对每个子图像的红、绿和蓝这三个像素层使用Arnold变换和不同的密匙进行加密操作,其次把经过了Arnold变换处理后的这三层加密像素叠加起来,构成每子图像的加密图像.实验结果说明,这种方法无需进行迭代计算,因此它的时间复杂度相对较低,运行速度较快,而且由于密钥空间得到了扩大,使得其加密强度较高.【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2019(037)006【总页数】3页(P135-137)【关键词】彩色图像;加密算法;混沌映射;Arnold变换【作者】谌贻会【作者单位】成都大学继续教育学院,四川成都 610106【正文语种】中文【中图分类】TP309.70 引言随着多媒体技术特别是彩色图像在人们日常生活中的广泛使用,在给人们带来便利的同时也引发了一些安全问题,这主要是图像数据的存储和传输的安全问题。
图像的加密技术已成为可以保障图像信息安全的一个重要方面。
一些传统的数据加密技术对图像数据的加密而言并不完全适用,因此需要研究针对图像数据的加密方法。
混沌系统具有一些独特的性质,例如,对初始值和参数的敏感性,白噪声的统计特性与遍历性。
混沌系统的吸引子的位数是分数维的,它具有非常复杂的分形结构和不可预测性。
因此,使用混沌系统产生的混沌序列具有较好的随机性和密码学特性,在图像加密中进行使用,可设计出具有较好性能的加密算法[1,2]。
在基于混沌的图像加密方法的早期研究中,主要是使用一些性能较好的低维混沌系统,由于此时的混沌结构较为简单并且参数少,因此相应的加密算法的密钥空间比较小,易被攻破。
由于高维混沌系统拥有更大的参数空间和复杂的结构,因此近年来高维混沌系统被应用到图像的加密中,使得加密算法的密钥空间得到了扩大[3-5],密钥的生成方法也更复杂化,从而提高了密钥的敏感度。
一种基于混沌映射的快速图像加密算法优化乔建平;邓联文;贺君;廖聪维【摘要】为了解决现有图像加密算法存在随图像尺寸变大导致加密时间迅速增加的问题,采用基于logistic和Arnold映射的改进加密算法实现了快速图像加密算法的优化.该算法基于两种混沌映射对原文图像进行像素置乱和灰度值替代,像素置乱是按图像大小选择以H个相邻像素为单位进行,通过适当调整H的取值实现加密时间优化;灰度值替代是利用Arnold映射产生混沌序列对置乱图像进行操作而得到密文图像.结果表明,对于256×256的Lena标准图像,加密时间降低到0.0817s.该算法具有密钥空间大和加密速度快等优点,能有效抵抗穷举、统计和差分等方式的攻击.%In order to solve the rapid increase of the encryption time because of the increasing image size in the existing image encryption algorithm , the optimized encryption algorithm based on logistic and Arnold mapping was used to achieve the optimization of the fast image encryption algorithm.The algorithm was based on two kinds of chaotic maps to the original image , pixel scrambling and gray value substitution.Pixel scrambling was to select the H adjacent pixels according to the image size , appropriately adjust the H value and realize the encryption time optimization.Gray value substitution is to generate chaotic sequences by Arnold mapping , operate the scrambling image and get the cipher image.The results show that , for 256 ×256 Lena standard images, the encryption time is reduced to 0.0817s.The algorithm has advantages of large key space and fast encryption speed, and can effectively resist the attack of exhaustive , statistical, and differential means.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2017(041)006【总页数】7页(P897-903)【关键词】图像处理;图像加密;混沌映射;Lena图像【作者】乔建平;邓联文;贺君;廖聪维【作者单位】中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙410083;中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙410083;中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙410083;中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TP309.7近年来，随着互联网、多媒体以及通信技术的快速发展和普及，信息的安全传输显得尤为重要。
基于Sprott-O混沌映射与Arnold变换的图像加解密算法闫丽宏;何彦兆【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2015(033)010【摘要】In this paper,a new image encryption algorithm based on Sprott-O chaos mapping and Arnold transformation is proposed,which uses Sprott-O mapping to generate stochastic sequence with the technique of image rotation,Arnold scrambling and pixel replacement,finally the encrypted image is obtained. It's a simple and efficient algorithm with low computational complexity and high safety by theoretical analysis and simulation ,the experimental results show this algorithm has highly sensitive key and much more safer than the encryption method of image scrambling.%提出了一种新的基于Sprott-O混沌映射与Arnold变换的数字图像加密算法. 算法利用Sprott-O混沌映射生成随机序列,将图像翻转、像素置乱与替代相结合,实现了图像的加解密过程. 理论分析和仿真实验表明该算法实现简单,安全性高,密文对密钥很敏感,比仅对图像置乱加密更安全,加密效果理想.【总页数】5页(P1696-1700)【作者】闫丽宏;何彦兆【作者单位】咸阳师范学院数学与信息科学学院,陕西咸阳 712000;咸阳师范学院数学与信息科学学院,陕西咸阳 712000【正文语种】中文【中图分类】TP309.7【相关文献】1.基于Logistic混沌映射与Arnold变换的图像加密算法 [J], 杨恒伏;伍雁鹏;由祖伟2.基于Arnold变换和混沌映射的图像加密方法 [J], 邢顺来;李志斌;周华成3.基于Arnold变换和混沌映射的图像加密方法 [J], 邢顺来;李志斌;周华成4.一种基于Arnold变换的数字图像加解密算法 [J], 张义;宛楠;5.一种基于Arnold变换的数字图像加解密算法 [J], 张义;宛楠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电子设计工程Electronic Design Engineering第22卷Vol.22第18期No.182014年9月Sep.2014收稿日期：2013-09-26稿件编号：201309199作者简介：林琳（1983—），女，河南漯河人，硕士，助教。
研究方向：图像处理、人工智能等。
数字信息的安全性和版权保护越来越得到人们的重视。
传统的加密方法是将数据文件加密成密文。
但密文一旦被破解密，所有加密文件的内容将完全透明。
加之近年来一些加密算法不断被破解，因此传统的加密方法受到严重的威胁。
数字水印技术是一种新的信息隐藏技术。
但是单纯使用不同的信息隐藏算法对数据信息进行隐藏加密，攻击者能够直接利用现有的各种信息提取算法对被截获信息进行穷举运算，很容易获得秘密信息[1]。
所以在研究水印隐藏算法的同时，还需要先对水印按照一定的运算规则进行置乱处理，以增强信息的安全性。
目前，置乱技术有很多有效的方法。
其中，Arnold 变换由于能够较好的分散图像的像素相关性，而被广泛应用；但Arnold 变换置乱信息存在易被破解的问题[2]。
混沌加密主要是将混沌系统迭代产生的序列作为加密变换的一个因子列[3]。
混沌系统表现出不可预测性，不可分解性，但又有一定的规律性，它对初始参数极为敏感。
Lorenz 系统是经典的三维混沌系统[4]，并且具有如下优点：系统结构较低维系统复杂，系统变量的实数值序列更不可预测；对系统输出的单变量或多变量组合的加密混沌序列进行处理，使得加密序列的设计非常灵活；系统的3个初始值和3个参数都可以作为生成加密混沌序列的种子密钥，大大提高了加密算法的密钥空间[5]。
但是，Lorenz 混沌系统置乱的水印图像难以抵抗常见的图像处理攻击，因此，Lorenz 混沌系统的鲁棒性需要进一步提高。
根据Arnold 变换能够较好的分散图像的像素相关性和Lorenz 混沌系统具有极强的初值敏感性等优点。
本文提出了一种基于Arnold 变换和Lorenz 混沌系统的彩色图像加密算法。
基于广义2D-Arnold映射和超混沌的图像加密新算法雷立宏;柏逢明;韩学辉【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】针对图像加密算法容易被破解、效率低等问题，提出了一种基于广义2D-Arnold映射和超混沌的图像加密算法。
首先利用广义2D-Arnold映射对修正后的数字图像的像素位置进行几何变换；然后利用超混沌系统迭代产生两个密钥序列。
图像的扩散过程包括两轮基于双重密钥的图像扩散。
实验结果表明该算法能够抵抗选择明文攻击和已知文攻击。
安全性分析表明，该算法安全性好，效率高，具有良好的统计特性及差分特性。
%In view of image encryption algorithm is easy to be decrypted and has low encryption efficiency,a new im-age encryption algorithm based on generalized 2D-Arnold map and hyper-chaos is proposed. At first, the generalized 2D-Arnold map is used to change pixel location of the modified image. Secondly, a hyperchaos system are employed to produce two chaotic key streams. Two rounds of image encryption based on double keys are included in the stage of diffusion. Experiment results show that the image encryption method can resist chosen plaintext and known-plaintext at-tack. Security analysis show that algorithm have a secure, high efficiency, good statistical characteristics and differential characteristics.【总页数】6页(P109-113,91)【作者】雷立宏;柏逢明;韩学辉【作者单位】长春理工大学电子信息工程学院，长春 130022;长春理工大学电子信息工程学院，长春 130022;长春理工大学电子信息工程学院，长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN919【相关文献】1.基于高维广义超混沌猫映射的彩色图像加密算法 [J], 彭嘉星;鲍芳2.一种新的基于超混沌映射的彩色图像加密算法 [J], 薛香莲3.一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法 [J], 薛香莲;王键4.基于量子混沌映射和Chen超混沌映射的图像加密算法 [J], 张晓宇;张健5.基于广义Henon映射以及CNN超混沌系统图像加密方案 [J], 赵国敏;李国东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于混沌理论的图像加密技术研究随着数字技术的发展，人们越来越依赖数字图像来实现信息的传递和存储，而数字图像的信息安全性也变得越来越重要。
因此，图像加密技术逐渐成为了保障数字信息安全的一个重要手段。
其中一种常用的加密方法是基于混沌理论的图像加密技术。
混沌是指非线性动力学中的一种现象，其特点是系统的状态随时间的推移呈现无规律、复杂、难以预测的特性。
混沌理论被广泛应用于信息加密领域，可以通过自身的无规律性有效保护图像信息。
基于混沌理论的图像加密技术的主要思路是将其分为两个步骤：加密和解密。
加密过程中，通过混沌发生器产生密钥流，再对原始图像进行置乱和扰动操作，最后加上密钥流得到密文。
解密过程中，则是通过同样的密钥流，反向进行置乱和扰动操作得到原始图像。
在实际应用中，混沌发生器的选择十分重要。
目前，常用的混沌发生器有一维混沌映射发生器和二维混沌映射发生器。
一维混沌映射发生器可以用于生成一维的密钥流序列，例如Logistic映射发生器、Henon映射发生器、Tent映射发生器等。
二维混沌映射发生器则可以用于生成二维矩阵型的密钥流序列，例如Arnold映射、Cat映射等。
其中，Arnold映射是一种经典的二维混沌映射发生器，其主要实现过程是先进行像素重排，再进行置换操作。
这种操作能够在不改变图像内容的情况下，使得图像的灰度值位置发生随机变化。
同时，其具有一定的可加密性，可以通过调整参数提高其加密强度。
除了混沌发生器的选择以外，置乱和扰动操作的设计也是图像加密技术中的重要问题。
置乱操作一般包括像素重排、行列置换和旋转等操作，其目的是将原始图像的像素位置打乱，让其看起来像是被随机排列过的。
扰动操作则是对图像进行一系列的变换操作，使得图像具有一定程度的随机性，从而增加了加密的难度。
常用的扰动操作包括灰度变换、像素异或以及高斯噪声添加等。
值得注意的是，虽然基于混沌理论的图像加密技术具有一定的优势，但其其也存在着一些缺陷。
第36卷第2期 2021年4月成都信息工程大学学报JOURNAL OF CHENGDU UNIVERSITY OF INFORMATION TECHNOLOGYVol.36 No.2Apr.2021文章编号：2096-1618(2021 )02*0149~05基于广义logistic混沛系统的快速图像加密方法楚春阳〃，高瑜翔U2，谢建峰(1.成都信息工程大学通信工程学院（微电子学院），四川成都6丨0225;2.气象信息与信号处理四川省高校 重点实验室，四川成都610225)摘要:针对混沌加密系统的计算复杂与时耗高达1s以上等问题，基于广义logistic混沌提出了一种快速的低复杂度的图像加密方法。
该方法摒弃了复杂的多维混沌系统，利用广义logistic混沌序列进行图像的置乱、改进预处理操作，并应用特定的密钥方程代替烦琐的加密流程进行加密变换预处理后的图像。
仿真实验表明，该算法降低了冗余度，提高了效率，实现了快速加密图像的目的。
平均加、解密时间分别为0.231 s和0.022 s,是同等条件下E1-Gamal加密算法速率的5倍，能够满足加密的快速性、实时性要求，且能够抵抗多种攻击,具有安全性高、复杂性与时耗低等特点。
关键词：混屯加密系统；广义logistic;低复杂度；实时性中图分类号:TN911.73 文献标志码:Adoi ：10.16836/ki.jcuit.2021.02.004〇引言数据加密是保护数据免受威胁的有效方法。
由于 庞大的数据容量和图像文件中像素之间的高度相关 性，传统技术不适用于图像加密〜。
如何保护这类信 息成为一项迫在眉睫的挑战[2]。
在加密算法中，基于混沌的方法具有很强的加密 特性，因其密钥空间大[3]、对初值与控制参数的敏感 性与不易破解等特点，已出现了许多混沌图像加密算 法[4<。
混沌图像加密技术中，混沌系统主要有两种：一维（1D)和高维（HD)[6]。
HD混沌系统参数多、结 构复杂,增加了其实现的难度和计算复杂度[7]。
Arnold和改进Logistic混沌系统图像加密作者：张旭东来源：《电脑知识与技术》2024年第07期摘要：针对图像信息在传输过程容易被窃取、破坏和恶意篡改的问题，文章提出一种Arnold变换与改进Logistic混沌映射相结合的图像加密算法。
该算法先将明文的像素坐标位置进行Arnold变换，再利用改进Logistic混沌映射产生的混沌加密序列对变换后的图像进行扩散与置乱获得加密图像1，修改加密参数后通过同样的步骤再得到加密图像2，随后将两幅图像进行异或处理得到最终加密图像，通过仿真实验结果得出对角相邻相关系数为0.005 6，进行分析比对可以得出结合后的加密算法密钥空间大，安全性高，具有较好的加密效果，改善了普通Arnold变换和Logistic混沌加密算法产生出的安全性问题。
关键词：Arnold变换；改进Logistic映射；图像加密；混沌中图分类号：TP309 文獻标识码：A文章编号：1009-3044（2024）07-0004-04开放科学（资源服务）标识码（OSID）：随着计算机技术的提升和计算机在生活工作中的普及，数字图像信息传递迎来了飞速发展的时期。
相较于传统文本信息，图像信息具有信息含量高、信息密度大等独特优势，因此在各个领域和行业中都成为不可或缺的一部分。
因此，对于数字图像信息传输中的安全保护措施，我们需要更加便捷、快速且严密的方法。
对于数字图像信息内的海量数据容量、信息内容的高度冗余以及图像像素相邻像素之间的不可避免的强相关性，显然传统文本加密算法已经不适合对图像信息进行加密[1]。
混沌映射因其产生的伪随机序列具有良好的伪随机性以及对初始输入条件值的高敏感性，其作为图像像素的扩散和置乱手段有着超强的潜力。
从1998年Fridrich 第一次提出基于二维混沌映射的图像加密方法[2]后，学者们对于混沌映射的探究便从未停止。
由于低维混沌系统的结构简单、便于实现，加密效果好，被普遍应用于图像加密中[3]。
摘要摘要量子图像处理融合了量子信息和数字图像处理等理论，是一个新兴的研究领域。
量子态的叠加和量子纠缠态的非局域关联特性使得图像处理的效率大幅提高，因此量子图像处理引起了人们的广泛关注。
针对经典图像加密算法处理速度慢和安全级别不够高的缺点，本文结合量子图像关联分解、量子Arnold变换和量子循环移位操作等提出了两个量子图像加密方案。
本文主要研究内容如下：基于量子迭代含参Arnold变换和图像关联分解提出了量子多图像加密算法。
构造了量子迭代含参Arnold变换，并给出了其量子线路实现。
该算法对四幅明文图像执行二维离散小波变换得到相应的四幅低频图像，将这四幅低频图像重新组合成一幅新图像，由图像关联分解编码图像的灰度信息，并利用量子迭代含参Arnold变换对新图像进行置乱。
算法的密钥包括量子迭代含参Arnold 变换的三个参数、迭代次数以及图像关联分解中的三个二进制序列。
对算法的密钥空间、安全性和计算复杂度等的分析表明：与经典的图像加密算法相比，该算法能够以更低的计算复杂度同时加密多幅图像。
基于量子广义Arnold变换和循环移位操作提出了量子图像加密算法。
构造了量子循环移位操作及其量子线路实现。
该算法利用广义Arnold变换置乱量子图像，由量子循环移位操作改变置乱后图像的灰度信息。
该算法采用四维超混沌系统生成四个超混沌序列，分别用于控制量子循环移位操作的循环次数，广义Arnold变换的两个参数和广义Arnold变换的迭代次数。
该算法的密钥为四维超混沌系统的四个初始值，密钥空间较大。
理论分析和仿真实验表明该量子图像加密算法的性能优于相应的经典图像加密算法。
关键词：Arnold变换；图像关联分解；循环移位操作；量子图像加密ABSTRACTQuantum Image Encryption Algorithms withArnold Transforms and Cycle Shift OperationsABSTRACTQuantum image processing combining quantum information with digital image processing is an emerging research area.The features of quantum superposition and entanglement can greatly improve the efficiency of image processing.Thus,quantum image processing has been attracted extensive attention.In allusion to the slow processing speed of the classical image encryption technology and the low safety level,this paper intends to combine quantum image correlation decomposition, Arnold transform with cycle shift operation to propose two quantum image encryption schemes.The main research results of this paper are as follows:A quantum multi-image encryption algorithm based on iteration Arnold transform with parameters and image correlation decomposition is proposed.A quantum realization of the iteration Arnold transform with parameters is designed, and the corresponding quantum circuit architecture is also realized.The corresponding low frequency images are obtained by performing2-D discrete wavelet transform on each image respectively,and then the corresponding low frequency images are spliced to a new image.The gray-level information of the new image is encoded by quantum image correlation decomposition,and the image is scrambled by the iteration Arnold transform with parameters.For the encryption algorithm,the keys are iterative times,added three parameters,three classical binary sequences.The key space,the security and the computational complexity are analyzed,and all of the analyses show that the proposed encryption algorithm could encrypt multiple images simultaneously with lower computational complexity compared with its classical counterparts.A quantum image encryption scheme is suggested by using the iterative generalized Arnold transform and the quantum image cycle shift operations.A quantum realization of cycle shift operation is designed and the correspondingABSTRACTquantum circuit architecture is also realized.The image pixels are scrambled by the iterative generalized Arnold transforms and the values of the pixels are altered by the quantum cycle shift operations.The4D hyper-chaotic system is exploited to generate four hyper-chaotic sequences.The cycle shift times of the quantum cycle shift operations is controlled by a hyper-chaotic sequence.The other three hyper-chaotic sequences are used to control the two parameters,the iterative times of the generalized Arnold transforms,respectively.Thus,the main keys of the proposed quantum image encryption scheme are the four initial conditions of the4D hyper-chaotic system and the key space is relatively large.Simulation results and theoretical analyses demonstrate that the proposed quantum image encryption scheme outperforms its classical counterparts apparently.Keywords:Arnold transform;Image correlation decomposition;Cycle shift operation;Quantum image encryption目录目录第1章引言 (1)1.1研究意义 (1)1.2量子图像处理研究现状 (2)1.3量子图像加密研究现状 (3)1.4主要工作及结构安排 (5)第2章量子图像加密基础 (6)2.1量子态 (6)2.2量子逻辑门 (6)2.2.1一位门 (6)2.2.2二位门 (8)2.2.3多位门 (10)2.3FRQI图像表示 (11)2.4量子图像关联分解 (12)2.5量子图像的求和 (13)2.6离散小波变换 (14)2.7本章小结 (14)第3章基于量子Arnold变换和图像关联分解的多图像加密 (15)3.1量子迭代含参Arnold变换 (15)3.1.1迭代含参Arnold变换的量子表示 (15)3.1.2迭代含参Arnold变换的量子线路 (16)3.2量子多图像加密算法 (18)3.3量子多图像解密算法 (21)3.4算法性能分析 (23)3.4.1密钥空间 (23)3.4.2计算复杂度 (23)3.4.3算法安全性 (24)3.5本章小结 (24)目录第4章基于量子广义猫脸变换和循环移位操作的图像加密 (25)4.1NEQR图像表示 (25)4.2四维超混沌系统 (26)4.3量子广义猫脸变换 (27)4.4量子图像循环移位操作 (28)4.5基于量子广义猫脸变换和循环移位操作的图像加密算法 (30)4.5.1量子图像加密过程 (30)4.5.2量子图像解密过程 (32)4.6算法数值仿真与讨论 (33)4.6.1统计分析 (34)4.6.2密钥空间 (37)4.6.3密钥敏感性分析 (37)4.6.4噪声攻击 (39)4.6.5计算复杂度 (41)4.7本章小结 (42)第5章结论与展望 (43)5.1结论 (43)5.2展望 (43)致谢 (45)参考文献 (46)攻读学位期间的研究成果 (50)第1章引言第1章引言1.1研究意义随着互联网与计算机技术逐渐融入人们的生活，大量的数据不可避免地在网络上传输。
2020年第10期信息通信2020(总第214期)INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.No214)基于Arnold变换与混沌系统的位级图像加密陈宝文I,陈彦安彳(1.深圳信息职业技术学院软件学席，广东深圳518172；2.深圳外国语学校高中部，广东深圳518083)摘要:针对数字图像的保密问题,提出一种基于Arnold变换的混沌图像加密算法。
首先对原始图像基于bit位分解成8幅二进制图像，并利用Arnold变换对每幅二进制图像进行像素位置置乱。
然后把置乱后的8幅二进制图像重叠一起并进行转换，从而得到置乱后的灰度图像。
接着利用混沌系统产生的混沌序列对置乱后的图像进行线性扩散与置乱。
最后的仿真结果和安全性分析表明该方案能有效地抵御常见的各种攻击,具有较高的安全性。
关键词:Arnold变换;混沌系统；图像加密中图分类号:TP309.7文献标识码:A文章编号:1673-1131(2020)10-0036-04Bit-level image encryption based on Arnold transform and chaotic systemChen Baoweni,Chen Yan f an(1.School of Software Engineering,Shenzhen Institute of Information Technology,Shenzhen518172,PR China;2.Senior High School,Shenzhen Foreign Languages School,Shenzhen518083,PR China)Abstract:To solve the problem of digital image security,a chaotic image encryption algorithm based on Arnold transform is proposed.Firstly,the original image is decomposed into8binary images based on bit-level,and the pixel position of each binary image is scrambled by using Arnold transform.Secondly,the scrambled binary images are overlapped and converted to obtain the scrambled grayscale image.Then the chaotic sequence generated by the chaotic system is used to carry out linear diffusion and scrambling of the scrambled image.Finally,the simulation results and security analysis show that the scheme can effectively resist all kinds of common attacks and has high security.Keyword:Arnold transform;chaotic system;image encryption随着网络技术的飞速发展，人们的生活越来越离不开网络,因此近年来网络上的信息安全变得越来越重要。
基于Arnold变换和Lorenz混沌系统的彩色水印图像加密算法王丽丽【摘要】This algorithm uses the Arnold transformation and the color image scrambling definition, to solve the Lorenz chaos system's dynamic equation, to obtain three chaos sequences. Then it carries on scrambling processing after Arnold scrambling's each color component. The simulation experiment result indicated that this algorithm has overcome the Arnold transformation and the Lorenz chaos system's shortcoming, can resist many kinds of attacks, enables the high security of the colored watermark image.%该算法利用Arnold变换以及彩色图像的置乱度定义,求解Lorenz混沌系统的动力学方程,得到三个混沌序列:然后对Arnold置乱后的每个颜色分量进行置乱处理,仿真实验结果表明,该算法克服了Arnold变换和Lorenz混沌系统的缺点,能够抵抗多种攻击,使彩色水印图像具有较高的安全性.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2012(021)006【总页数】5页(P121-125)【关键词】Arnold变换;Lorenz混沌系统;算法【作者】王丽丽【作者单位】宝鸡职业技术学院电子信息工程系,宝鸡721008【正文语种】中文数字水印技术是一种新的信息隐藏技术，它的迅猛发展成为信息安全领域的一个热点。
第19卷第3期黑龙江工业学院学报Vol. 19 N〇.3 2019 年 3 月JOURNAL OF HEILONGJIANG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Mar. 2019文章编号:2096 - 3874(2019)03 - 0058 - 06基于混沌映射与连续对称扩散的图像加密算法黄蕾(安徽广播电视大学滁州分校，安徽滁州239000)摘要：为了解决当前图像加密算法主要是从一个方向来实现图像像素信息的加密，且忽 略了初始明文自身特性，使其输出的密文安全性与随机性不高的问题，设计了基于混沌映射与 连续更新对称#■散的图像加密算法。
引入Logistic映射，利用初始图像信息来计算其初值，通过 迭代来获取一组随机序列，以此构建了图像像素置乱方法，充分打乱像素位置；随后，将置乱图 像信息进行对称分割，设计多方向扩散方法，对置乱图像的像素完成多方向加密。
实验结果显 示：与当前图像信息加密机制相比，所提信息加密方法具有更高的安全性，具备更强的抗明文攻 击能力。
关键词：图像加密；混沌映射；多方向扩散；图像置乱;对称分割；抗明文攻击中图分类号:TP391 文献标识码:A随着经济与政治全球化，信息安全问题日益 突出。
图像因其含有非常丰富的细节信息，已成 为当前多媒体技术中常用的介质之一，使其在各 大领域得到了广泛应用，是当前各行业交流的必 备手段，但是随着计算技术的发展,图像在开放的 网络中传输易遭受到外来攻击，使其被肆意截取 与泄露，导致信息面临巨大威胁[1_2]。
当前，图像 信息安全问题已成为世界各国学者的研究热点与 焦点，主要思路是通过一定的措施,使得图像在未 授权的网络中能够安全传输图像,确保图像信息 不被窃取[3]。
但是传统的经典加密算法,如数据 加密标准DESJDEA算法以及RSA算法等，没有 考虑到图像具有大数据容量、较高的冗余度等特 点，因此将其应用于图像加密会存在较大的不足[4]。
基于Arnold置乱和混沌加密的小波域数字水印算法
王琳娟;张小英;郝称意
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2018(42)11
【摘要】为了提高水印信息和嵌入位置的安全,并提高算法抗各种攻击的鲁棒性,文中提出一种基于Arnold变换和Logistic混沌系统的小波域水印算法.首先对水印图像进行F次Arnold位置置乱得到初次加密的水印图像,其次对初次加密的水印图像进行基于Logistic混沌序列的像素值扰乱,得到二次加密的水印图像,然后设置随机种子生成随机嵌入位置,将双重加密后的水印图像随机地嵌入到小波域低频子带的奇异值矩阵中,逆小波变换得到含水印的载体图像.实验表明,该算法对不同的载体图像嵌入不同的水印图像都具有很好的透明性,对常见的各种攻击具有较强的鲁棒性.该算法克服了Arnold变换的周期性所产生的安全问题,具备对密钥敏感的特性,提高了算法的安全性.
【总页数】6页(P49-53,58)
【作者】王琳娟;张小英;郝称意
【作者单位】山西农业大学,山西晋中030801;山西农业大学,山西晋中030801;山西农业大学,山西晋中030801
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于混沌加密的小波域音频盲水印算法 [J], 王旭;申美玲;邸晓宇
2.基于混沌加密的小波域图像水印算法 [J], 梁丽香;张益群
3.基于混沌加密的小波域音频水印算法 [J], 张敏;肖春景
4.基于混沌加密的小波域音频水印算法 [J], 张敏;肖春景
5.基于混沌加密的小波域数字图像水印算法 [J], 杨自恒;王强;李博;丁群
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基于混沌的一种图像加密算法
林金秋;司锡才;孟维晓;赵俊义
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2010(027)002
【摘要】基于二维时空混沌模型,给出了一种时空混沌二值序列的产生方法,并对其性能进行了分析.结果表明,该种序列消除了相邻点的相关性,改善了统计分布特性,并利用此方法产生的序列对灰度图像进行加密.仿真结果表明,用该方法产生的序列对图像加密后,其相邻像素点的相关性很低,并对其密钥敏感性和统计特性进行了分析,均说明该方法应用于图像加密很有效.
【总页数】3页(P697-698,703)
【作者】林金秋;司锡才;孟维晓;赵俊义
【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学通信技术研究所,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学通信技术研究所,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TP309.7
【相关文献】
1.一种基于Lorenz混沌系统的有效图像加密算法 [J], 全俊杰; 蔡清波
2.一种基于混沌系统的分段式图像加密算法 [J], 乔建平;关来德
3.一种新的基于混沌映射的图像加密算法 [J], 张静;叶瑞松
4.一种基于分块置乱和混合混沌的图像加密算法 [J], 王纪
5.一种基于Arnold变换和混合混沌的图像加密算法 [J], 李琳慧;刘胜杰
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基于二维混沌沌系统与Arnold变换的图像加密算法
黄慧青;兀松贤
【期刊名称】《喀什师范学院学报》
【年(卷),期】2010(31)6
【摘要】结合二维离散混沌系统的伪随机性与对初值的敏感性,提出了一种改进的混沌加密方法.改进后的算法不仅改变像素的位置,也改变每个位置的像素值,实验结果表明了该算法有良好的加密效果.
【总页数】3页(P17-19)
【作者】黄慧青;兀松贤
【作者单位】嘉应学院,数学学院,广东,梅州,514015;喀什师范学院,数学系,新疆,喀什,844008
【正文语种】中文
【中图分类】O29
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2014届毕业设计（论文）英语文献翻译院、部：电气与信息工程学院学生姓名：刘。
指导教师：俞。
职称副教授专业：通信工程班级：通信1002学号： 104013402322014年6月基于广义Arnold映射一个高效的混沌图像加密算法摘要本文研究利用广义Arnold映射的高效图像加密算法。
该算法包含两个阶段，即置换和扩散。
首先，共圆函数是用在置换阶段，而不是传统的周期性位置排列。
它可以显着降低相邻像素之间的相关性。
然后，在扩散的阶段，有双重扩散的功能，即，正面和相反的模块时，则采用具有新颖生成密钥流。
由于密钥流取决于处理后的图像，所以提出的方法可以抵御已知和选择明文攻击。
实验结果和理论分析表明了该方法的有效性。
该算法以其他混沌系统的扩展也进行了讨论。
关键字：图像加密，扩散，广义Arnold映射，混沌An efficient image encryption algorithm using the generalized Arnold map is proposed. The algorithm is composed of two stages, i.e., permutation and diffusion. First, a total circular function, rather than the traditional periodic position permutation, is used in the permutation stage. It can substantially reduce the correlation between adjacent pixels. Then, in the stage of diffusion, double diffusion functions, i.e., positive and opposite module, are utilized with a novel generation of the key stream. As the key stream depends on the processed image, the proposed method can resist known and chosen-plaintext attacks. Experimental results and theoretical analysis indicate the effectiveness of our method. An extension of the proposed algorithm to other chaotic systems is also discussed.Key words image encryption；diffusion；generalized Arnold map；chaos1 介绍 (1)2 图像加密方案 (2)2.1 广义Arnold映射 (2)2.2 伪随机序列 (2)2.3 圆形排列 (2)2.4 扩散函数 (3)2.5 加密步骤 (4)2.6 解密步骤 (5)3 实验 (6)4 安全性分析 (7)4.1 关键安全性分析 (7)4.2 敏感度分析 (7)4.3 直方图分析 (9)4.4 相关分析 (10)4.5 抗已知明文和选择明文攻击 (11)4.6 速度分析 (11)5 结论和进一步的工作 (12)致谢 (13)参考文献 (14)1介绍近年来，图像加密算法或方案已被广泛研究，其主要的原因是，我们的数字信息必须得到保护，以避免被复制，读取，并通过非法授权在公共场所举行了。
许多方法已经提出了数字图像的加密[1-4]，包括数据加密标准（DES），傅立叶变换，混乱和波传输。
由于基于混沌系统的算法在初始状态时，具有伪随机性和遍历性高效敏感的特性，能高效率的显示出期望的结果[5]。
置换后扩散的结构已被广泛采用，重复的扫描工作可以减少，并且所述加密过程可以加速，结合的两个独立的阶段[5]，作者提出一个快速有效的图像加密方法。
高和Chen[6]在原本平淡的形象基础上提出了总的算法包括其中考虑的像素位置置换阻挠有很强的相关性。
为了解决空间小的关键问题，一个耦合的非线性混沌映射建议被提了出来[7]，如Patidar等。
同时研究了取代和置换使用的标准映射，其中所述三维矩阵由列转换成一个新的二维矩阵彩色RGB图像的算法[9]。
三维或高维混沌系统进行了进一步的研究[10]，以扩大对抵抗蛮力攻击的密钥空间。
此外，延时系统也进行了研究;由班纳吉提出的一个合适的控制器被选为保持相应的混沌状态[11]，数值结果显示了良好的效果。
戈什考虑时间延迟的混沌同步当延迟不是恒定的动力系统[12]。
然而，一些基于混沌加密方案已经成功[13,14]。
阿尔瓦雷斯等人指出[13]，混沌映射具有非均匀分布较弱，不合适的加密目的。
从统计分析明文，这种方法的建议拥有一个低安全性[15]，是易碎的。
在Cokal和Solak表明[14]，该密钥可以使用选择的和已知明文攻击被揭示由于普通图像的简单的异或操作和陈的所产生的伪随机序列混沌系统。
因此，该加密算法是不行的[8]。
为了抵抗统计分析，我们提出一个新的混沌图像加密，其中两个广义阿诺德地图是用于产生伪随机序列。
该整个算法分为三个部分，即圆形排列，正扩散，并且相反的扩散。
本文的其余部分安排如下。
在Sect.2，建议加密方案，尤其是所述加密步骤中，将详细描述。
模拟的结果列于教。
Sect. 3直接表明了该算法的效率和有效性。
在Sect.4，常见的安全分析是证明。
最后，结论在最后一节得出。
2 图像加密方案2.1 广义Arnold 映射离散广义Arnold 映射可表示如：1mod 1111⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++n n n y x ab b a yn x（1） 这里a 和b 都是实数，[)1,0,∈i i y x ，最大Lyapunov 特征指数在映射式（1）中是124122>+++=a bb a a b λ，这说明对于0,0>>b a 映射总是吴无序的，更多广义Arnold 映射可以在文献[16]中找到。
2.2 伪随机序列假定纯图像被表示为n m I ⨯，该 广义Arnold 映射进行迭代，以获得两个伪随机序列mn 11⨯P 和mn P ⨯12的初始条件和参数0011,,,y x b a 和在公式（1）中的0022,,,y x b a ，第一个p 和q Arnold 映射输出在生成mn 11⨯p 和mn P ⨯12分别忽略。
()()()()⎩⎨⎧=+=+=-,,,2,1,21,121mn i i p y i p i p x i p （2）()()()()⎩⎨⎧=+=+=-m j j q y j p i q x j p ,,2,1,22,122 （3）两个混沌序列mn p ⨯11和mn p ⨯12是0到1之间的实数，他们在两个圆形排列，并使用扩散阶段。
2.3 圆形排列以减少相邻像素中的纯图像之间的高相关性，置换过程通常通过。
而是采用二维混沌映射为排列，我们建议使用一个圆形的洗牌与行和列的重定位。
为列搬迁，其中n 的伪随机序列 元素被选中mn p ⨯11的第r 个，其中n mn r -≤≤1。
我们能得到{}()101-≤≤=m u u i ni i 通过将伪随机实使用下面的公式编号，整数()[]()()m n r r p f l o o r m o d 10:1,1114⨯++=μ （4） 函数()x floor 的x 可为最接近的整数向负无穷大。
相同的方法被用于行重定位。
该伪随机序列{}()10-≤≤=n v v i mi j j 从2p 处获得控制参数()m mn t t -≤≤1与()[]()()n m t t p floor v mod 10:1,1214⨯++= （5）有四个方向，即（左，上），（左，下），（向右，向上），和（右，下），用于执行排列在表1所示。
第一个元素表示沿该行的移位方向，而第二个确定在该列中的移动方向。
例如，在第一种情况下（0，0）表示第i 行移位i v 像素向左其中m i ,2,1=当第j 列向上移动j v 像素，其中m j ,2,1=。
两轮排列的效果示于图1，一个排序操作是取得在[16]的索引序列必需的，所以需要更多的时间。
然而，这不是必需的我们的方案和置换时间缩短。
表1 圆形排列的方向例 位置 （0,0） （左，上） （0,1） （左，下） （1,0） （右，上） （1,1） （右，下）(a) (b)(c) (d)图1 置换的Lena 图：(a)传统Arnold 映射(b)广义Arnold 映射 (c)传统的行和列的方法(d)建议圆形排列2.4 扩散函数扩散函数的主要目标是改变图像像素的灰度值的纯图像和加密图像之间的关系混淆。
一种有效的加密算法应满足，在任何像素微小变化伸展到整个图像几乎所有的象素的规定。
首先，二维置换的图像被转换为m n ⨯1ϕ通过扫描一维向量从左到右，然后从上到下。
为了使密钥流依赖于置换的图像上，扩散进行了如下前进：mn i f f i i i i ,,2,1,1 =⨯++=-ααϕ (6) 则()()()()⎩⎨⎧==-=--12,mod ,2102,mod ,12111i i i f i P f i P a i f 和1-i f 分别表示当前和以前的加密像素，0f 可以被看作是一个常数，α是一种新的控制参数。
每一个像素的影响相等，扩散是在相反的方向再次使用公式（7）计算[16]：1,2,,1,, -=⨯++=mn mn i b f e e i i i i β (7) 则()()()()⎩⎨⎧==-=++12,mod ,2202,mod ,12211i i i e i P e i P b 1+mn e 可以被认为是一个常数和β另一种是控制参数。
最后，对加密图像进行的扩散公式（6）和公式（7）的两个方向后生成的。
2.5 加密步骤整个加密过程是由五个步骤，如图2所示图2 框图 第一步：读取纯图像和存储的像素值在n m I ⨯中。
第二步：迭代式(1)使用所选择的初始条件和参数r q p y x b a y x b a ,,,,,,,,,,00220011，广义Arnold 映射与py x b a ,,,,0011第一混沌序列 原始图像 第二混沌序列 广义Arnold 映射与q y x b a ,,,,0022 置换图像 加密图像(1)前处理 前处理rt转发扩散与α 转发扩散与β 按行,列圆形排列和t 生成μ和ν。
第三步：执行圆形排列上I 获得F 。
