基于分数阶超混沌的混沌细胞自动机图像加密算法

基于分数阶超混沌的混沌细胞自动机图像加密算法

论文摘要

为了保证信息传输过程中图像的安全性和可靠性,普通的置乱-扩散加密算法已不能够满足现有的安全与效率问题。文中将明文转化为哈希值作为混沌的初始值,使用分数阶Chen超混沌产生4个混沌序列。首先运用了三维Arnold映射进行双向变参置乱,再设计了超混沌S盒进行代换,最后用混沌细胞自动机循环扩散,从而达到了置乱、代换、扩散(DSD)相结合的一整套加密流程。该算法的密钥空间大、密钥敏感性高、安全性高、抗差分攻击能力强、密文统计直方图均匀、密文相邻像素相关性低,信息熵接近理想值。该算法不需要多轮迭代就可达到很高的安全级别,加密安全性与加密效率得到了显著提高。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 算法原理
  •   2.1 分数阶Chen超混沌系统
  •   2.2 三维Arnold映射
  •   2.3 细胞自动机
  • 3 算法设计
  •   3.1 生成混沌序列
  •   3.2 三维Arnold双向变参置乱
  •   3.3 超混沌S盒代换
  •   3.4 混沌细胞自动机扩散
  • 4 性能分析
  •   4.1 实验仿真
  •   4.2 密钥空间分析
  •   4.3 统计分析
  •     4.3.1 统计直方图对比分析
  •     4.3.2 相邻像素相关性分析
  •     4.3.3 信息熵分析
  •   4.4 差分攻击分析
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 梁晏慧,李国东

    关键词: 分数阶超混沌,三维映射,双向变参,超混沌盒代换,混沌细胞自动机

    来源: 计算机科学 2019年S2期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 物理学,计算机软件及计算机应用

    单位: 新疆财经大学统计与数据科学学院

    基金: 国家自然科学基金(11461063),新疆维吾尔自治区自然科基金(2017D01A24),新疆财经大学基金(2019XTD002),新疆财经大学研究生科研创新项目(XJUFE2019K0009)资助

    分类号: TP309.7;O415.5

    页码: 502-506

    总页数: 5

    文件大小: 3440K

    下载量: 70

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