图像加密

摘要： 构建了一种新四维超混沌系统,研究该系统的分岔现象,利用信源加密的方式将新系统应用于图像加密领域.分析新系统的动力学特性及稳定性,运用非线性动力学理论对其进行研究,并设计线性控制器对时滞分岔点进行控制.将新系统与混沌加密算法结合应用到图像加密上,与行列置换加密算法相比较,验证其加密性能.MATLAB软件仿真结果表明:新系统发生超临界Hopf分岔且在时滞分岔点附近表现出不同的稳定性,受控系统的Hopf分岔点由0.6739延迟至0.7229;超混沌加密算法比传统加密算法具有更强的安全性和抗攻击性.

摘要： 已有的图像加密算法,均是对整个图像同等加密,而对于感兴趣关键区域重点加密的算法还比较少见。本文章提出一种基于迷宫和时空混沌的选择性区域图像加密算法。利用mean-shift算法将图像分割为感兴趣关键区域和弱信息量的背景区域,并提取关键区域轮廓作为部分密钥保存;发挥迷宫可对不规则区域进行置换的优势,对关键区域进行像素位置置换;为保护关键区域的轮廓,对整个图像进一步进行像素值混淆加密;将原始图像信息与感兴趣关键区域轮廓信息与用户给定密钥结合共同启动加密过程,使加密过程与明文图像紧密相关,抵抗已知/选择明文攻击。

摘要： 为增强数字图像在通信传输中的安全性,提出了一种结合了Hénon映射和元胞自动机优良特性的图像加密算法.该算法先将明文图像转换为二进制矩阵,根据外部密钥使用Hénon映射采取逐级迭代法产生伪随机序列,依据伪随机序列采用初等元胞自动机演化规则对图像信息逐行逐列地进行扩散,迭代3次后得到加密图像.经过仿真实验表明,该图像加密算法所需伪随机序列短,加密速度较快,并且对密钥、明文和密文均具有良好的敏感性,与测试指标的理论值最大相对误差仅为0.0417%,能够有效地抵抗各类被动攻击.

摘要： 本文将二维斜帐篷映射与中国剩余定理相结合,提出了一种基于置换–扩散模式的高效图像加密算法。在置换过程中,该算法利用二维斜帐篷映射生成混沌序列,通过对混沌序列进行升序排列得到位置置换索引序列,用于图像像素位置的随机置乱。在扩散过程中,利用中国剩余定理对置乱后的图像颜色分量进行重构,并引入实数广义Arnold映射来改变图像颜色分量的灰度值分布。各种安全性分析都表明了本文提出的图像加密算法的有效性,能有效抵御各种攻击。

摘要： 资源受限环境下图像数据如何高效传输并保证图像的安全性和鲁棒性具有挑战性.本文设计了一种基于置乱块压缩感知的图像鲁棒加密算法,实现了兼顾高效、安全的图像鲁棒传输.该算法使用小波变换(DWT)对图像进行稀疏表示,采用置乱的块压缩感知进行测量,有效减少数据传输量同时作为第一层加密;设计量化器对测量值量化为有限精度;由Logistic-Tent混沌映射产生的密钥对量化值采用混淆-扩散机制来进一步增强安全性.解密过程包括逆混淆-扩散的解密操作,采用GRSR重构算法获得图像高性能重建并保证传输鲁棒性.通过实验仿真结果以及对比分析表明,原始图像在0.05的采样率下其重构图像的PSNR值为20.4 dB;在90%的丢包率下重构图像PSNR值也达到22.24 d B;在256×256的剪切攻击下重构图像仍保留主要信息且视觉可接受.本文算法具有较高的压缩性能,且能够抵抗蛮力攻击、统计攻击、丢包攻击、剪切攻击、噪声攻击等常见攻击并具有较好鲁棒性.

摘要： 为保护图像信息在通信的传输过程中不被未授权的人员轻易的获取。图像加密解密技术应运而生,并得到长足发展。文章根据对常用的图像加密技术的探索,设计并实现基于混沌理论、像素级别打乱和隐写术的图像加密算法。利用MATLAB软件对图像像素打乱后,与生成的混沌序列按位异或得到加密图像,最后再将加密图像隐写入载体图像中从而完成最后的加密操作。这样操作后,增加破解者的破解难度,同时也让图像在传输过程中不易引起攻击者的警觉。

摘要： 为了增强图像数据传输的安全性,该文提出一种新型的2维指数-余弦离散混沌映射系统。该系统通过向1维余弦混沌系统中引入指数和高次幂非线性项来构造新型混沌映射。引入的非线性项对1维余弦混沌系统的迭代过程进行扰动得到更饱满的混沌相轨。利用Lyapunov指数谱、系统分岔图等对该系统的混沌动力学性质进行了验证。基于此混沌映射,该文提出一种新型的混沌图像加密算法。该算法通过“置乱-扩散-置乱”等加密环节,使得加密后的数据具有很好的数据安全性。加密图像数据的安全性分析也表明2维指数-余弦混沌映射具有较强的算法鲁棒性以及加密安全性。

摘要： 为解决图像加密技术在安全性和效率上的均衡问题,提出了一种结合压缩感知和混沌映射的双图像视觉安全加密算法。首先,通过引入非线性反馈项对经典一维Chebyshev混沌映射进行改进,用以构造受控测量矩阵和密码流;然后利用测量矩阵分别对两幅明文图像的整数小波系数进行二维压缩感知,并在密码流的控制下通过Fan变换和双向扩散过程生成秘密图像;最后,采用最低有效位嵌入算法将秘密图像信息嵌入到载体图像的像素值通道和alpha通道中,实现了两幅明文图像的同步压缩和视觉安全加密。实验结果表明:与采用复杂超混沌系统的单图像视觉安全加密算法相比,该算法在保证安全性的前提下,秘密信息嵌入容量扩大了一倍,加密时间开销减少40%以上,解密图像的峰值信噪比提升了1~7 dB。

摘要： 以含忆阻元件的电路系统为研究对象,将混沌电路系统和量子随机行走方法相结合,提出了一种基于混沌系统的图像加密方法。建立了含记忆电容(电感)和记忆电阻的简单压控(荷控)电路系统。以压控并联电路为例计算得到7种不同的吸引子类型,并作为图像加密的核心加密方式。量子随机行走作为一种有效的置乱手段参与了加密算法的各个部分。结果表明:经过本文算法得到的密文三通道信息熵都在7.999达到了峰值,像素相关性系数均接近于0,三通道的加密质量EQ值也均在1024附近。

摘要： 为提高图像传输安全性,该文提出一种基于填充曲线和相邻像素比特置乱的加密算法。首先,设计一种新的填充曲线用于图像像素的全局置乱。其次,将混沌序列作为约瑟夫遍历的起点和步长,利用改进的约瑟夫遍历方法对相邻像素进行比特级置乱。像素级和比特级的双重置换,打破了图像像素间的高度相关性。最后,通过双向密文反馈,进一步提高方法的安全性。此外,设计了一种与明文图像关联的自适应密钥生成方法,以克服选择/已知明文攻击。并从密钥空间、密钥灵敏度、信息熵和相关性等性能指标对该方案进行了分析,结果表明,该算法具有良好的性能和足够的安全性。

摘要： 为了进一步提高图像加密的安全性和可靠性,提出了一种改进的基于Logistic混沌系统的图像加密算法.该算法融合了Abul Hasnat的置乱算法和双向扩散加密算法,实现了对各种图像的加密.该算法先对图像按照矩阵的方式扫描读取,分组形成行矩阵,对矩阵中的各元素进行三维异或,形成新的序列,然后将给定的密钥序列进行处理生成加密密钥序列,对图片进行置乱和像素融合扩散.为评价及测试该算法的性能,进行了密钥空间分析,统计直方图分析,相邻像素相关性分析,信息熵测试,以及扩散性测试等大量的仿真实验.仿真实验表明,该算法既扩散了密钥空间,又提高了密文图像的抗穷举攻击、统计分析工具和差分攻击的能力.

摘要： 针对传统加密算法密钥空间小加密结构简单等不足,本文提出了一种能极大扩充加密密钥的双重图像加密算法.在发送端,通过连续混沌系统产生图像位置映射矩阵对图像像素位置进行置乱,再通过将图像像素值信息加入离散混沌系统进行扰乱.加密的图像通过以太网进行传输,并在接收端进行像素值同步解密和位置复原.该方法充分利用了混沌系统对初值的敏感性和混沌系统能够同步现象的特征对图像加密,由于图像经过多层复杂加密,加密构造方法更为复杂不容易破解,并且混沌系统对初值的极端敏感性也提供了足够的密匙空间.实验表明,基于Liu混沌系统与离散混沌同步系统的双重图像加密能够抵挡图像统计攻击与无穷举攻击,并能够在基于Linux操作系统的嵌入式开发板上实现.

摘要： 智能手机等移动终端在现实生活中已经被广泛使用,由其引发的图像安全性问题也越来越突出,保护智能手机等移动平台中的图像信息安全迫在眉睫.传统计算机平台下的图像加密技术已经得到了广泛的研究和应用,但移动平台受限于当前的硬件架构,无法直接继承传统平台的安全性技术.针对智能手机等移动平台中的图像信息安全问题,提出了一种基于Android移动平台的图像加密方案,该方案创新了灰度变换和图像置乱的结合方法.实验研究表明,所提出的方案在图像加密上具有更高的效率,能有效保护移动平台中图像信息的安全性,具有广泛的应用价值.

摘要： 本文分析研究了Ｌ-Ｗ彩色图像加密算法的安全性，通过对算法所使用环节的特性进行分析，给出了算法的信息泄露规律，基于此信息泄露规律给出了求解该加密方案密钥的攻击算法，并分析了攻击算法的复杂度。分析结果表明在已知图像攻击下，攻击Ｌ-Ｗ彩色图像加密算法方案的时间复杂度远远低于密钥穷尽量，算法存在较大的安全隐患。

摘要： 为了充分提高加密域可逆信息隐藏方法的容量,本文提出了一种比较预测差值的大容量加密域可逆信息隐藏方法.内容所有者将图像加密后,数据隐藏者将加密图像分为互不重叠块,通过修改每块中心像素的其中之一嵌入信息.对含有秘密信息的加密图像,根据信息隐藏密钥可提取秘密信息,但无法获知原始图像内容.根据加密密钥可通过解密得到一幅与原始图像近似的图像,并可通过比较图像块中心各像素与预测值的差找出被修改像素,从而恢复图像,但无法获得秘密信息.只有同时持有加密密钥与信息隐藏密钥时才能得到秘密信息与恢复后的图像.实验证明本方法在保证较好峰值信噪比的前提下,容量高于之前方法.

摘要： 基于混沌系统对初始条件的敏感依赖性，本文以混沌系统产生的密钥序列对图像进行加密操作;并将加密结果置乱，这种方法具有很高的安全性和实用性。仿真结果也表明该方法具有良好的密码学特性。

摘要： 本文针对佟晓筠等人提出的基于扰动的复合混沌序列密码的图像反馈加密算法存在的像素值加密与位置置乱之间独立,且加密轮数由用户输入、可以控制等问题,本文首先提出了针对该加密算法的轮加密函数(即单轮加密情况)的等效密钥流估计算法,在此基础上提出了基于迭代的等效密钥流攻击算法,该算法可在选择n×(ceil(log256MN)+2)幅密文图像的基础上,正确估计出加密密钥流,进而可破解经过n轮加密的大小为M×N的密文图像.

摘要： 本文针对佟晓筠等人提出的基于扰动的复合混沌序列密码的图像反馈加密算法存在的像素值加密与位置置乱之间独立,且加密轮数由用户输入、可以控制等问题,本文首先提出了针对该加密算法的轮加密函数(即单轮加密情况)的等效密钥流估计算法,在此基础上提出了基于迭代的等效密钥流攻击算法,该算法可在选择n×(ceil(log256MN)+2)幅密文图像的基础上,正确估计出加密密钥流,进而可破解经过n轮加密的大小为M×N的密文图像.

摘要： 本文针对佟晓筠等人提出的基于扰动的复合混沌序列密码的图像反馈加密算法存在的像素值加密与位置置乱之间独立,且加密轮数由用户输入、可以控制等问题,本文首先提出了针对该加密算法的轮加密函数(即单轮加密情况)的等效密钥流估计算法,在此基础上提出了基于迭代的等效密钥流攻击算法,该算法可在选择n×(ceil(log256MN)+2)幅密文图像的基础上,正确估计出加密密钥流,进而可破解经过n轮加密的大小为M×N的密文图像.

摘要： 提出一种基于图像矢量量化压缩和自嵌入机制的脆弱水印算法.通过建立码本并利用矢量量化方法对原始图像每个不重叠的分块进行压缩,获得可表示图像主要内容的压缩码.将置乱后的压缩码通过随机矩阵进行扩展,增加了待嵌入的内容恢复比特中的冗余,并使得原始图像中各个分块与每个内容恢复比特间建立相关性,可提高篡改后图像可恢复面积.实验结果表明,与已有算法相比,本文算法可以较小的水印嵌入容量实现针对大面积篡改情况下更好的内容恢复生能.

摘要： 本发明涉及的图像解密方法对被分割成多个块的图像进行解密，从储存解密对象图像内的解密完毕块的解密信息以及解密完毕图像的各块的解密信息的储存单元取得解密完毕块的解密信息，从多个解密完毕图像中选择在解密完毕图像与解密完毕图像的参照图像之间存在解密对象图像的解密完毕图像，从储存单元取得选择出的解密完毕图像内的规定块的解密信息，使用所取得的解密完毕块的解密信息以及规定块的解密信息，来预测对能够参照多个方向的解密完毕图像的解密对象块的预测方向进行表示的参照模式，根据加密数据对用于决定参照模式的参照模式信息进行解密，根据预测出的参照模式以及解密后的参照模式信息来决定解密对象块的参照模式。

摘要： 本发明涉及的图像解密方法对被分割成多个块的图像进行解密，从储存解密对象图像内的解密完毕块的解密信息以及解密完毕图像的各块的解密信息的储存单元取得解密完毕块的解密信息，从多个解密完毕图像中选择在解密完毕图像与解密完毕图像的参照图像之间存在解密对象图像的解密完毕图像，从储存单元取得选择出的解密完毕图像内的规定块的解密信息，使用所取得的解密完毕块的解密信息以及规定块的解密信息，来预测对能够参照多个方向的解密完毕图像的解密对象块的预测方向进行表示的参照模式，根据加密数据对用于决定参照模式的参照模式信息进行解密，根据预测出的参照模式以及解密后的参照模式信息来决定解密对象块的参照模式。

摘要： 本发明提供一种图像解密方法、图像加密方法、图像解密装置、图像加密装置、图像解密程序以及图像加密程序。图像解密方法中对被分割成多个块图像进行解密，从储存解密对象图像内的解密完毕块的解密信息以及解密完毕图像的解密信息的储存单元取得解密完毕块的解密信息，从多个解密完毕图像中选择规定的解密完毕图像，取得所选择的解密完毕图像内的规定块的解密信息，使用所取得的解密完毕块的解密信息以及规定块的解密信息来预测表示解密对象块的分割形状的分割模式，根据加密数据来对表示分割模式的分割模式信息进行解密，根据所预测出的分割模式以及所解密出的分割模式信息决定解密对象块的分割模式。

摘要： 动态图像加密装置具有：预测图像生成部，其根据动态图像数据所含的已经加密的图片或者加密对象图片的已经加密的区域，来生成针对加密对象块的预测图像；预测误差图像生成部，其通过在加密对象块与预测图像间进行差值运算来生成加密对象块的预测误差图像；预测误差正交变换部，其通过对预测误差图像进行正交变换，来算出多个第1频率系数；预测图像正交变换部，其通过对预测图像进行正交变换，来算出多个第2频率系数；符号判定部，其对多个第2频率系数的正负符号进行判定；以及适应加密部，其利用符号一致信息来对多个第1频率系数进行加密，其中，所述符号一致信息表示多个第1频率系数各自的正负符号、和对多个第2频率系数中的与第1频率系数相同的频率的分量进行表示的频率系数的正负符号是否一致。

摘要： 本申请提供了图像加密方法、图像加密装置、电子设备及可读存储介质，基于获取到的待加密图像，构建待加密图像在空间域中的第一三元数矩阵；生成与待加密图像尺寸相同的第一随机实数矩阵以及第二随机实数矩阵；基于第一三元数矩阵与第一随机实数矩阵，确定待加密图像在频域中的第二三元数矩阵；基于第二三元数矩阵与第二随机实数矩阵，确定表示待加密图像进行加密后的密文图像的第三三元数矩阵。通过三元数矩阵来表示彩色图像，并结合随机生成的与所述彩色图像尺寸相同的随机实数矩阵，通过所述待加密图像的三元数矩阵以及随机实数矩阵，来对所述待加密图像进行加密，在减少计算量的同时，还能够提高图像加密的安全性。

摘要： 动态图像加密装置具有：预测图像生成部，其根据动态图像数据所含的已经加密的图片或者加密对象图片的已经加密的区域，来生成针对加密对象块的预测图像；预测误差图像生成部，其通过在加密对象块与预测图像间进行差值运算来生成加密对象块的预测误差图像；预测误差正交变换部，其通过对预测误差图像进行正交变换，来算出多个第1频率系数；预测图像正交变换部，其通过对预测图像进行正交变换，来算出多个第2频率系数；符号判定部，其对多个第2频率系数的正负符号进行判定；以及适应加密部，其利用符号一致信息来对多个第1频率系数进行加密，其中，所述符号一致信息表示多个第1频率系数各自的正负符号、和对多个第2频率系数中的与第1频率系数相同的频率的分量进行表示的频率系数的正负符号是否一致。

摘要： 本发明提供一种图像解密方法、图像加密方法、图像解密装置、图像加密装置、图像解密程序以及图像加密程序。图像解密方法中对被分割成多个块图像进行解密，从储存解密对象图像内的解密完毕块的解密信息以及解密完毕图像的解密信息的储存单元取得解密完毕块的解密信息，从多个解密完毕图像中选择规定的解密完毕图像，取得所选择的解密完毕图像内的规定块的解密信息，使用所取得的解密完毕块的解密信息以及规定块的解密信息来预测表示解密对象块的分割形状的分割模式，根据加密数据来对表示分割模式的分割模式信息进行解密，根据所预测出的分割模式以及所解密出的分割模式信息决定解密对象块的分割模式。

摘要： 动态图像加密装置具有：决定多个组中的各块所属的组的组决定部；组解密时刻信息计算部，其按每个组来算出解密时刻；组信息附加部，其将表示各块所属的组的组信息附加到输出数据中；符号量控制部，其在组所含的所有块的解密所需的数据被以规定的传送率传送给动态图像解密装置的情况下，控制该组所含的各块的符号量，以便在该组的解密时刻之前到达动态图像解密装置的数据流接收缓冲器；以及加密处理部，其基于符号量的控制信息来对各块进行加密。

摘要： 本说明书实施例提供一种用于隐私保护的加密模型训练方法及装置、图像加密方法及装置和加密人脸图像识别方法及装置，该加密模型训练方法包括：利用待训练的加密模型对原始人脸图像加密，得到加密人脸图像；将加密人脸图像输入待训练的第一人脸识别模型，得到第一人脸预测结果；利用第一人脸预测结果和原始人脸图像对应的人脸标注结果，确定第一预测损失；将加密人脸图像输入判别模型，通过判别模型得到加密人脸图像为噪声图像的第一预测概率；根据与第一预测损失正相关，与第一预测概率负相关确定总预测损失；以最小化总预测损失为目标，训练加密模型以及第一人脸识别模型。

摘要： 本说明书实施例提供一种加密模型训练方法及装置、图像加密方法及装置和加密人脸图像识别方法及装置，该加密模型训练方法包括：利用待训练的加密模型对原始人脸图像加密，得到加密人脸图像；将加密人脸图像输入待训练的第一人脸识别模型，得到第一人脸预测结果；利用第一人脸预测结果及原始人脸图像对应的人脸标注结果，确定第一预测损失；分别将原始人脸图像及加密人脸图像输入经训练的第二人脸识别模型，得到各自对应的第一输出结果及第二输出结果；基于第一输出结果及第二输出结果，确定第二预测损失；基于与第一预测损失和第二预测损失正相关，确定总预测损失；以最小化总预测损失为目标，训练加密模型以及第一人脸识别模型。