光学 精密工程
2023, 31(13): 1973
1 郑州旅游职业学院文化艺术学院, 河南郑州 450009
2 河南工业大学信息科学与工程学院, 河南郑州 450001
为解决当前基于干涉的多图像密码系统中易出现轮廓和串扰噪声问题, 设计了基于回转器(Gyrator)变换与非等模矢量分解的多彩色图像非对称光学加密算法。将所有彩色图像分解成红、绿、蓝三基色分量, 再对每种颜色分类叠加, 融合成三通道形式; 利用 Logistic映射生成随机相位掩码, 对叠加后的颜色分量进行调制处理。将调制后的图像分量分别在 Gyrator变换域下进行旋转变换, 形成 3个复杂分布函数。利用非等模矢量分解方法, 将其分解成振幅和相位均不相同的 2个矢量, 并将其中一个视为固定的共享矢量, 另一个作为解密矢量。对共享矢量实施 Gyrator逆变换, 输出最终的密码图像。实验数据显示, 较已有的多目标加密技术而言, 该算法具备更强的抗破译能力, 可以更好地解决串扰噪声问题。
光学图像加密 Logistic映射 Gyrator变换 非等模分解 串扰噪声 共享矢量 optical image encryption Logistic mapping Gyrator transform unequal modulus decomposition crosstalk noise shared vector 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(5): 470
1 浙江工业职业技术学院, 浙江 绍兴 312000
2 杭州电子科技大学 信息工程学院, 浙江 杭州 310018
设计了基于动态密钥选择与多方向扩散的图像加密算法。利用128位外部密钥来生成4个Logistic映射的初值, 通过对其迭代, 获取4个随机序列; 利用明文自身像素特性, 定义一个引擎计算函数, 联合随机序列, 在像素置乱过程中, 根据引擎值来动态选择加密密钥, 通过构建非线性像素交叉互换方法, 不同的密钥来置乱不同的明文像素位置, 消除了置乱周期性; 设计4方向连续扩散方法, 利用4个方向的扩散函数对置乱图像进行加密。测试数据表明: 与当前图像加密技术相比, 所提技术具备更高的安全性与抗明文攻击能力, 能够较好地对图像完成解密。
图像加密 动态密钥匙选择 多方向扩散 引擎计算函数 非线性像素交叉互换 Logistic映射 image encryption dynamic key selection multi-direction diffusion index calculation function nonlinear pixel swapping operations logistic mapping
1 江苏开放大学信息与机电工程学院, 江苏 南京 210017
2 南京信息工程大学电子与信息工程学院, 江苏 南京 210041
为了削弱当前加密密文存在的周期性,改善算法的安全性与动态性,提出了一种多方向扩散图像加密算法。将初始图像分割为2个均等的子块,引入Logistic映射获取2个随机序列。 通过设计量化机制形成新的数组,并将其重新组合为2个矩阵,建立像素交叉控制策略,对子块完成高度混淆,降低置乱周期性。设计了4方向折叠加密方法, 每一个不同的扩散方向对应一个扩散函数,从4个方向来实现像素扩散,削弱扩散周期性。结果表明与当前混沌加 密技术相比,所提算法具有更高的加密安全性与抗攻击能力及较高的保密性,能够提高图像抵御网络攻击的能力,确保图像信息安全。
图像处理 图像加密 交叉控制机制 多方向折叠扩散 Logistic映射 量化机制 image processing image encryption cross control mechanism multi-direction folding diffusion Logistic mapping quantization mechanism
华中师范大学 计算机学院, 湖北 武汉 430079
本文提出一种量子混沌与折叠算法相结合的图像加密系统。该系统的主要思想是通过量子混沌映射和二维Logistic映射分别进行Arnold变换, 得到两个由伪随机数组成的与灰度图像大小相等的矩阵Q、E, 然后利用这两个矩阵对图像分别进行以下操作: 一是利用矩阵Q对图像从4个方向进行“折叠操作”, 二是使用前一个像素值与当前像素值进行异或, 然后将异或得到的值加上E对应的值, 以对当前像素值进行修改, 从而达到图像扩散的效果, 增加差分攻击的难度。利用MATLAB对测试图像进行模拟仿真分析, 结果显示, 经该加密系统加密后的图像, 其水平、竖直和对角线方向像素值的相关性分别为0.001 006、0.000 152、0.000 789, 信息熵H(s)=7.997 3。一系列的实验结果表明该加密系统具有很高的安全性和随机性。
量子混沌映射 Logistic映射 Arnold变换 折叠操作 差分攻击 quantum chaotic map logistic map Arnold transform folding operation differential attack
为Logistic映射的理论分析和保密通信应用提供理论支撑, 结合Logistic映射系统特性随参数变化的关系, 以及多尺度熵能够反映混沌系统远离平衡状态程度的特点, 提出了一种运用多尺度熵分析Logistic映射非线性动力学特性的方法。从仿真结果得到, 多尺度熵能够区分出Logistic混沌系统不同状态, 并且能够作为量化Logistic映射非线性动力学行为的指标。
Logistic映射 数值序列 混沌 多尺度熵 Logistic mapping numerical series chaos multiscale entropy 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(3): 438
渭南师范学院 物理与电气工程学院, 陕西 渭南 714000
提出了一种改进的双重加密算法,利用新构造的位置置乱方法将二维矩阵中行和列映射到一维向量中,然后采用Logistic映射产生一组伪随机序列,将伪随机序列由小到大进行排序,对排序后的位置以集合序列的形式记录下来,形成密钥流;最后对一维向量按照密钥流形成的索引值进行重新排列,重排后的一维向量转换为与原始图像矩阵大小相同即得到加密图像.实验结果表明,该算法具有密钥空间大,加密后直方图分布具有白噪声的特性,提高了图像传输的安全性.
位置置乱 Logistic映射 双重加密 图像安全性 pixel position scrambling logistic mapping dual scrambling image security
河南理工大学电气工程与自动化学院，河南 焦作 454000
如何在光域产生混沌序列并将其作为光码分多址OCDMA(optical code division multiple access)系统的地址码，是近年来一个新的研究方向。利用马赫－增德尔干涉仪设计了一种完全在光域产生模拟双极性混沌序列的发生器。通过控制马赫－增德尔干涉仪两臂引起的相移来调制输入光电场的振幅和相位，使得输出光电场矢量等于输入光电场矢量与余弦项的乘积，多个干涉仪及光纤延迟线和相移器可以构成混沌序列发生器，并按logistic映射在光域产生双极性混沌序列。此混沌序列发生器可作为OCDMA系统的编解码器，提高保密性并增加系统可容纳的用户数。
光通信 光码分多址 混沌序列 logistic映射 马赫－增德尔干涉仪 optical communication optical code division multiple access (OCDMA) chaotic sequence logistic map Mach-zehender interferometer
针对基于粒子群优化算法的粒子滤波计算复杂度大，并且容易陷入局部最优，提出了一种新的基于混沌的粒子群优化粒子滤波算法。该算法在粒子群优化的基础上，引入混沌序列，利用混沌运动的遍历性、随机性等特点改善了初始样本的质量，同时利用混沌扰动避免搜索过程陷入局部最优，使算法具有更快的收敛速度和更好的全局搜索能力。最后利用UNGM模型将该算法与标准粒子滤波和粒子群粒子滤波进行仿真对比，并利用纯角度目标跟踪模型验证了算法的有效性。实验结果表明，该算法改善了粒子群优化算法的粒子滤波易陷入局部最优的现象，提高了粒子滤波的精度和速度，具有较高的应用价值。
粒子滤波 混沌 粒子群优化 Logistic映射 Particle Filter(PF) chaos particle swarm optimization Logistic mapping
东北林业大学信息与计算机工程学院，哈尔滨 150040
提出了一种基于Amold变换的均匀数字图像加密算法。将传统的Arnold变换进行改进，加入两个参数a，b，并利用Logistic映射产生参数序列。将数字图像分块，对每个图像块分别进行参数不同的Arnold变换，由此实现对图像的位置置乱。另外将Arnold变换推广至多维，用于图像的灰度置乱，从而构造一个位置置乱和灰度置乱相结合的图像加密算法。实验仿真结果表明该算法能够取得很好的加密效果，且具有密钥空间大，密钥敏感性强，以及能够抵御统计和已知明文攻击等优点。基本满足图像加密的有效性和安全性要求。
Arnold变换 Logistic映射 数字图像加密 Arnold transformation logistic map digital image encryption
