光电子·激光2023,Vol.34Issue(9) :984-996.DOI:10.16136/j.joel.2023.09.0350

基于余弦-指数混沌映射的分块图像加密算法

A block image encryption algorithm based on cosine-exponential chaotic map

周衍庆 葛斌 夏晨星 李涵
光电子·激光2023,Vol.34Issue(9) :984-996.DOI:10.16136/j.joel.2023.09.0350

基于余弦-指数混沌映射的分块图像加密算法

A block image encryption algorithm based on cosine-exponential chaotic map

周衍庆 1葛斌 2夏晨星 2李涵2
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作者信息

  • 1. 安徽理工大学计算机科学与工程学院,安徽淮南 232001;阜阳师范大学计算机与信息工程学院,安徽阜阳 236037
  • 2. 安徽理工大学计算机科学与工程学院,安徽淮南 232001
  • 折叠

摘要

为平衡混沌映射中结构与性能的关系,保证加密系统安全性,提出一种基于余弦-指数混沌映射的分块图像加密算法.首先,通过非线性指数项对引入了 Tent种子映射的余弦映射进行调制,构造新型余弦-指数混沌映射,并利用SHA-256函数产生与明文相关的密钥,生成随机性较强的混沌序列,实现一次一密;然后,基于拉丁方和位级转换,通过两轮拉丁方索引和比特位拼接,分别设计双重拉丁方和扩展比特位算法,并结合二维约瑟夫序列,对块间预置乱后的明文进行块内置乱,实现不同分块的差异化置乱;最后,基于Zig-Zag变换,采用环状仿Zig-Zag变换设计交叉Zig-Zag变换方法,将中间密文与混沌序列进行双向非线性扩散,实现同时改变像素位置与大小,完成图像加密.实验结果表明,该算法密钥空间大,能有效抵御差分分析和统计分析等典型攻击,具有较好的加密效果.

关键词

混沌映射/图像加密/双重拉丁方/扩展比特位/交叉Zig-Zag变换

Key words

chaotic map/image encryption/double Latin square/extended bits/cross Zig-Zag transform

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基金项目

国家自然科学基金(6210071479)

安徽省自然科学基金(2108085QF258)

出版年

2023
光电子·激光
天津理工大学 中国光学学会

光电子·激光

CSCD北大核心
影响因子:1.437
ISSN:1005-0086
参考文献量7
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