一个四翼超混沌系统在图像加密技术中的应用

采用双重加密算法将一个能够产生真正的四翼混沌吸引子的四维超混沌系统应用于图像加密技术,系统的每一个方程里都含有一个三次的交叉乘积项,系统信号的频谱带宽也较宽,可以进一步提高密钥系统的安全性.一方面,经过双重加密后的明文与密文之间没有直接联系,无法通过选择特殊的明文、密文对的办法破解密钥序列;另一方面,在每一重加密过程中,明文与密文之间都含有非线性运算,能够更有效地抵御选择明文攻击.该算法将明文在任何位置像素值的影响扩散到了密文的所有像素,提高了密文对明文的敏感性,促进了复杂混沌系统在信息加密技术中的应用研究.     

一种数字图像空域加密新算法

针对数字图像的特点,在构造复合混沌系统的基础上提出一种加密算法:首先将4个高比特位和4个低比特位拆开形成2个新的图像,新图像中每个像素只有4比特；然后利用复合混沌系统分别置乱这2个新图像中像素的位置,并分别对它们进行替换和扩散；再后将高、低平面的数据对应组合形成8比特每像素的图像,并用混沌序列中后续的数值对8比特的像素进行代换和扩散.如此迭代2轮,最后得到密文图像.理论和实验结果表明该算法具有易于并行实现的特性,密钥空间大,敏感性强,符合密码学的混淆、扩散原则,安全性高.     

基于误差扩展与像素容量评估的图像水印算法

为了解决当前图像水印算法无法准确预测相邻像素间的误差值,不能根据像素的局部纹理特征差异来自适应确定其嵌入容量,导致复原水印信息存在较大失真以及水印容量较小的问题,本文提出了基于误差扩展与像素容量评估的无损图像水印算法.首先,设计动态混淆方法,对水印信息完成加密;再考虑3个相邻像素,引入边缘像素预测机制,准确预测载体图像的每个像素值,获取其对应的误差值;随后,利用载体图像中的任意3个相邻像素的方差,设计像素容量评估方法,对其水印容量完成评估;借助误差扩展技术,设计水印信息嵌入机制,根据像素容量评估结果,将不同容量的水印数据植入到载体图像的不同像素中,获取水印图像;最后,建立水印提取方法,结合解密密钥,准确复原水印信息.实验数据表明:与当前图像水印技术相比,所提算法具有更高的水印质量与水印容量.     

基于联合特征与中心方向信息的图像哈希算法

为了提高哈希技术对旋转操作的识别能力,提出了全局-局部联合特征耦合中心方向信息估计的图像哈希认证技术.首先,引入2D线性插值技术,对输入的图像进行预处理,使其对任意的缩放操作都具有固定尺寸的哈希序列;然后,将预处理图像转变为HSV彩色空间,借助二维离散小波变换(Discrete Wave Transform,DWT)处理V分量,利用其低频系数形成二次图像;再引入奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)处理二次图像,提取其全局特征,将其作为第一个中间哈希序列;基于Fourier机制,借助残差方法,确定图像的显著区域,获取其位置与纹理的局部特征,作为第二个中间哈希序列;随后,引入Radon变换,通过计算图像的中心方向信息,将其与2个中间哈希序列组合,形成过渡哈希数组;借助Logistic映射,定义动态引擎参数,从而设计了分段异扩散技术,对过渡哈希数组进行加密,输出最终的哈希序列;最后,通过估算原始哈希序列与待检测哈希序列的Hamming距离,将其与用户阈值进行比较,完成图像认证.实验结果显示:与当前的图像哈希技术相比,所提算法具有更高的鲁棒性与安全性,对旋转攻击能力具有更好的识别能力.     

基于循环矩阵和Arnold变换的局部非等长图像置乱方法

通过图像置乱的方法将图像矩阵打乱以实现信息加密,是当前信息安全研究领域的一个热点问题。以循环矩阵思想为基础,提出一种新的图像置乱算法。该算法针对图像中包含敏感信息的局部非等长区域,结合循环矩阵和Arnold变换的方法,从空间位置上均匀地打乱图像像素的位置,实现对图像关键部分的置乱加密。该算法可对图片中任意大小的矩形进行加密和解密,具有实现简单、置乱度高、易于操作等特点。     

改进 DES 子密钥使用顺序的算法研究

通过对DES算法进行分析,针对DES易受穷举搜索等方法攻击的缺陷,提出基于分组与哈希函数的改进方案.该改进方案首先将明文与密钥进行异或,然后根据分组结果或者哈希表查找比较次数,结合仿射变换决定子密钥的使用顺序,最后利用RSA加密子密钥的使用顺序.该改进方案因为输入明文的不同而引起子密钥的使用顺序不同,使得每次破解都需要16!次穷举,从而提高穷举搜索与选择明文攻击的难度,提高DES算法的安全性.     

一种基于忆阻时滞混沌系统的图像加密方法

在广义记忆元件数学模型的基础上，提出了一种忆阻时滞混沌系统并分析了该系统的基本动力学特性；基于该混沌序列设计了一种双重扩散的图像加解密方法，通过取模和位异或运算将第一次加密的结果运用到第二次加密的过程中，从而将明文图像在各个位置像素值的影响渗透到加密图像的所有像素中，能有效减少明文和密文间的联系. 试验结果的直方图、相关性、密钥敏感性和抗噪声分析等验证了加密效果，表明了该方法的有效性和可行性.     

移动队列规则耦合角度约束的医学图像匹配

当前医学图像的特征匹配主要依靠像素灰度来完成,但是像素灰度对空间信息不敏感,当匹配图像之间存在灰度信息不均衡以及噪声干扰时,将导致误匹配率较高,对此,本文提出了一种基于移动队列规则耦合角度约束的医学图像匹配算法.首先,利用高斯金字塔模型对源图像进行滤波预处理,以减少源图像中存在的噪声等干扰;再利用Harris算子对预处理后的源图像进行特征检测,获取图像的特征点;然后,利用SURF(Speed Up Robust Feature)特征描述子,获取特征点对应的特征描述子.并通过尺度空间理论获取特征点集,通过将特征点集进行排序来形成队列,从而设计移动队列规则,完成特征点的匹配;最后,通过求取匹配特征点间的夹角,形成角度约束模型,对匹配特征点进行提纯,剔除伪匹配特征点,使得匹配准确度得以提升.从仿真实验结果与分析可见,在对医学图像进行匹配时,本文所提出的方法具有匹配精度高、鲁棒性能好等特点.     

基于 ITS2 序列片段的药用植物栝楼及混淆品分子鉴定研究

应用ITS2条形码序列片段对我国市场药用植物栝楼与其混淆品共8份材料进行分子鉴定.对所有材料根部进行DNA提取纯化、PCR扩增并双向测序得到ITS2序列,将所得8条序列与Genbank中7条序列用Clustal X软件进行比对,BioEdit软件人工校正;利用MEGA5.0软件计算种内、种间遗传距离,并采用K2P距离法构建NJ和ML树,评价序列的鉴定效果.中药材植物各物种内遗传距离变异区间为0~0.077 9,平均为0.019,物种间遗传距离变异区间为0.004~0.594,平均0.436,种间距离明显大于种内距离;构建药用植物栝楼各物种NJ和ML系统进化树,二者结果一致,各物种均聚为一支,形成单系类群,支持率均在50%以上.ITS2条形码序列能够快速准确地从种的水平鉴定药用植物栝楼真伪.     

GF(28)上高矩阵为密钥矩阵的Hill加密衍生算法

针对传统的Hill加密算法仅是利用有限域GF(p)上可逆的数字方阵作为密钥矩阵与明文向量做模P乘法进行加密运算,提出了一种新的在有限域GF(2~8)上以多项式高矩阵作为密钥矩阵的Hill加密衍生算法.在Hill加密衍生算法中,明文向量为明文字符对应的多项式构成的多项式向量,随机选取密钥矩阵的一列作为加密时的平移增量,在GF(2~8)上进行密钥矩阵与明文向量的模8次不可约多项式p(x)的乘法和加法,然后获得元素为多项式的密文向量,从而实现明文信息加密.由于在不知道有限域的8次不可约多项式、密钥矩阵以及随机抽取的平移向量的情况下由密文破解得到明文的难度更大,从而提高了有限域GF(2~8)上Hill加密衍生算法的抗攻击能力.