系统工程与电子技术2023，Vol.45Issue(12) ：4040-4051.DOI:10.12305/j.issn.1001-506X.2023.12.35

基于四维混沌系统的改进AES图像加密算法

Improved AES image encryption algorithm based on four-dimensional chaotic system

唐辰 涂喜梅 陆晓刚 张琦 张小贝
系统工程与电子技术2023，Vol.45Issue(12) ：4040-4051.DOI:10.12305/j.issn.1001-506X.2023.12.35
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基于四维混沌系统的改进AES图像加密算法

Improved AES image encryption algorithm based on four-dimensional chaotic system

唐辰 1涂喜梅 2陆晓刚 2张琦 1张小贝1
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作者信息

  • 1. 上海大学通信与信息工程学院,上海 200444
  • 2. 上海飞机设计研究院,上海 201210
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摘要

针对高级加密标准(advanced encryption standard,AES)用于图像加密安全性不高、密钥空间小等问题,提出一种基于四维混沌系统的改进AES图像加密算法.密钥由四维混沌系统得到,通过在Lorenz-Chen-Lu混沌中引入非线性项、反馈控制器等提升了混沌复杂度,经过动力学特性、稳定性分析,验证了其混沌特性.加密时,使用混沌Cubic-S盒和动态交叉变换的方法对传统AES进行了改进.同时,对密钥扩展函数进行了修改,使得每一轮密钥与上两轮密钥有关,并将混沌序列引入其中,提升了密钥的安全性.该算法的密钥空间达2176,密文图像信息熵为7.997 7 bits,像素数变化率和统一平均变化强度分别为99.613％和33.473％,像素间相关性接近于0,加密速度为45.85 Mbits/s.仿真结果表明,密钥具有良好的敏感性,加密算法具有良好的安全性和鲁棒性,能实现快速加密和有效抵抗各类攻击.

关键词

图像加密/混沌系统/高级加密标准/安全性分析

Key words

image encryption/chaotic system/advanced encryption standard(AES)/security analysis

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基金项目

工信部民用飞机专项科研项目(MJZ-2018-S-30)

出版年

2023
系统工程与电子技术
中国航天科工防御技术研究院 中国宇航学会 中国系统工程学会

系统工程与电子技术

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.847
ISSN：1001-506X
参考文献量4
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