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混沌图像加密技术国外研究现状

时间:2023-09-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:同年,Patidar 提出了一种基于混沌标准映射对彩色图像进行置换和替换的对称分组加密方案,仿真实验检验了该加密技术的健壮性和安全性,可在图像和视频通信中安全地应用[5]。同年,Prasad 为了提高加密算法的运行效率,提出了一种基于混沌Henon 映射和Lorenz 映射的图像加密算法[6]。2012 年Omid Mirzaei 等人提出了一种基于全置乱和并行加密算法的图像加密方案,与其他加密方案相比,这种局部加密方法的健壮性更强,并且加密图像的像素灰度值分布具有类随机性。

混沌图像加密技术国外研究现状

混沌系统具有伪随机性、对初始条件的敏感性、非线性性和不可预测性等优良特性[1],越来越多的学者为提高加密图像的安全性,利用混沌系统的这些特性来对敏感的图像信息进行加密。2010 年Ercan Solak 等对文献[2]算法成功破解,说明文献[2]算法在抵抗各种统计攻击,特别是选择明文或已知明文攻击时,表现出来的能力是有限的,这就为密码攻击者提供了破解算法的途径与方法[3]。2011 年Asadollahi 提出了一种基于Cat 映射和元胞自动机数字图像加密方法,与单独使用Cat 映射相比较,增加了元胞自动机的算法能使加密图像的信息熵更加接近于理想值[4]。同年,Patidar 提出了一种基于混沌标准映射对彩色图像进行置换和替换的对称分组加密方案,仿真实验检验了该加密技术的健壮性和安全性,可在图像和视频通信中安全地应用[5]。同年,Prasad 为了提高加密算法的运行效率,提出了一种基于混沌Henon 映射和Lorenz 映射的图像加密算法[6]。2012 年Omid Mirzaei 等人提出了一种基于全置乱和并行加密算法的图像加密方案,与其他加密方案相比,这种局部加密方法的健壮性更强,并且加密图像的像素灰度值分布具有类随机性。但是,由于使用了三个混沌系统,使得算法的空间复杂度较高[7]。同年,Iqtadar Hussain 等人以S8 置换盒为基础,结合NCA 混沌映射设计了一种简单且快速的图像加密方案,由于算法缺少替换和扩散过程,在抵抗明文攻击方面存在缺点[8]。2013 年,Salim M. Wadi 等针对AES 存在计算量大、加密图像模式和硬件要求高等缺点,对AES 算法进行了一些改进,在加密模式中应用AES 解决了图案外观问题,改进后的AES 算法在满足安全性要求的前提下速度更快[9]。2014 年,Ghebleh M.等提出了一种基于混沌映射的稳健的洗牌蔽图像加密方案,该方案具有良好的运行速度,但生成的密码图像具有随机行为、几乎平坦的直方图、几乎没有相邻像素的相关性和熵接近理想的理论值。此外,该方案具有密钥空间大、对密钥敏感性强、抗差分攻击能力强等优点[10]

2015 年Olfa Mannaide 等人介绍了无穷维的Ikeda 系统,并在此基础上提出了一种基于动态块的图像加密方案,无限维系统所表现出的丰富的动力学特性有效增强了密码系统的安全性[11]。同年,M. Z. D. L. Hoz 等人利用Logistic 混沌映射对通信中的数字信号进行加密调制,并使用Arduino 提出的方案进行实验测试[12]。2016 年,H. M. Yuan 等人基于二维离散超混沌系统,设计了一种具有交互结构的图像加密方案,它与传统的基于混沌的图像加密方案的不同之处在于:其混淆和扩散过程是相互影响的,与高维超混沌系统相比,二维超混沌系统可以更快地产生混沌序列,从而达到提高算法运算效率的目的[13]。2017 年,A. Kadir 通过随机地将脉冲信号注入耦合的Lorenz 系统而设计了一种加密算法,以提高轨迹的复杂度,算法都能有效提高加密图像的安全性[14]。同年,A. D. Pano- Azucena 等人采用基于分段线性函数的多方向多涡卷混沌振子开发了一种保密通信系统,并基于Arduino 实现了这个混沌保密通信系统[15]。2018 年,S. M. Salmand 等研究Marotto 映射的分叉问题及其在图像加密中的应用,详细研究了该映射不动点的局部稳定性分析和局部分岔分析,该映射具有跨临界分岔、倒装分岔和neimark-sacker 分岔等多种分岔类型,将Marotto 映射、混合混沌和时空混沌结合起来对图像进行加密和解密[16]。同年,Maher Jridi 等从实时性要求、带宽占用和加密健壮性等方面对现有的光同步融合、压缩和加密(SFCE)方案进行了改进,分析了该加密方案的密钥空间、直方图、相邻像素的相关性、灵敏度和加密速度,提出的方法被认为是数字/光学实现友好的,有利于在非常广泛的场景下集成加密压缩系统[17]。2019 年Moatsum Alawida 等提出了一种新的基于混合混沌系统扰动的图像密码算法,结合两个混沌映射作为一个新的混沌化方法的一部分。与其他混沌化方法相比,该方法具有更好的复杂度、更高的灵敏度、更大的混沌参数范围和较强的抗各种密码分析攻击能力 [18]。同年,V. Sangavi等介绍了一种有效的基于分形的彩色图像加密方法,这种方法囊括了更大的关键空间和复杂的行为,以卓有成效的方式完成了高效的混淆与扩散技术[19]。(www.xing528.com)

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