文摘
Chaos-based传统加密算法加密算法提供了许多优势,如速度、高安全性、可负担得起的费用计算,过程能力。在本文中,我们提出一种新颖的微扰算法基于双混沌系统的数据加密。一个新的基于提出的混沌映射的图像加密算法。拟议中的chaotification方法是混合动力技术,比较和结合了混乱的地图。它是基于结合离散小波变换(DWT)将原始图像分解成分解和排列和扩散性能都达到使用的混乱状态和参数提出了地图,然后在洗牌的像素替换操作,分别。安全、统计检验分析,并与其他技术比较表明,该算法具有前途的效应,它能抵抗一些常见的攻击。即UACI和NPCR指标的平均值分别为33.6248%和99.6472%,分别。另外,整理质量可以满足安全性和执行先决条件就是明证PSNR(9.005955)和(7.999275)熵值。总之,该方法有足够的能力来实现低残留可解性与高质量的恢复数据,高灵敏度,高安全性能相比其他一些最近的文献方法。
1。介绍
快速发展的创新在数据通信中,它可以最终重要的私人信息安全从禁止性行为或攻击者。数据交换存在密切相关,如教学、商业、金融事务、军事、电子学习,手机保持钱,和新闻电视广播。现代通信和多媒体技术的发展,大量的重要信息航行在日常单调通过共享和开放网络。为了保证安全、敏感和重要的信息应该是安全的之前运输(1]。通过任何不确定数据传输通道,某些密码技术要求更改在连贯的信息传输之前难以理解的形式(加密)。现代密码学的策略是有效的文本信息。然而,由于高冗余和大量信息的能力,他们无法提供计算安全。
Chaos-based加密是一种最重要的安全技术在高级加密区。混乱的假说是由数学家和物理学家。混乱的假说有合格的特性非线性,确定性,异常,易感性开始条件。安全调查社区获得现代密码学中混乱的假设。一个函数,它有一些混乱的行为被定义为一个工作或一个混乱的地图。在下面我们讨论很多种类的利用本文提出的混沌映射。应用混沌映射,在密码体制有两种方法:(i)产生伪随机流利用混乱的地图,和(2)利用平原或密钥(s)作为控制参数和入门条件(2]。最后,一些重点应用混沌系统密码数据。第一种方式比较流密码和第二块密码。混沌映射的实现在提高加密系统位于混乱的真相轮廓的特征是(我)一开始与高灵敏度条件和控制参数,(ii)不可预测性的轨道发展,和(3)硬件和软件执行的直接进步导致加密率高(3]。专注于混乱的技术被认为是有效的在管理的,多余的信息。他们给迅速、深刻的安全的加密策略。在文学、各种研究作品利用混沌映射为数据加密。例如,Zahmoul et al。4β)提出了一个混沌映射产生独特的分组在更换,扩散和交换。他们的系统可行地往前移动加密安全。•et al。5]接近自治混沌函数框架,充分应用扩散原则和混乱。微分攻击延长了密码系统阻力;它而且需要额外的循环操作和异在加密图像像素值。张(6]利用天地盒和分段线性混沌轮廓图像加密的关键流的事实。提出了密码系统有未定义的加密和解密做好准备。它包含一个关键的大空间和加密速度快,但仍然包含了很多相关的最终图像加密。Aqeel-ur-Rehman et al。7)建议加密图像相关算法和系统框架设计初始图像用于创建流的关键。由于密钥空间小,很容易加入到复杂的计划。歌等。8)提出了一个现代框架内使用附近的非线性映射的定义耦合映射格子(CML)。大纲是连接到permutation-diffusion的工具。混沌加密方案认为时空混沌和非线性混沌算法的优点(NCA)是一个伟大的执行和有深刻的偏心混沌序列。王等人。9]提出了一种图像加密算法与组合排列和扩散阶段。由于其小的密钥空间,该算法仍然是不安全的。Parvaz和Zarebnia10基于计算正弦)一个混乱的特征框架,和帐篷框架。虽然加密阴谋不是美味,他们证明了加密是安全的。吴et al。11)提出了一个二维Henon-Sine地图(2 d-hsm)具有较高的特点。俯视et al。12,13]提出了一种有效的图像加密方案依赖于解决嵌套混乱的地图和脱氧核糖核酸(DNA)利用安全散列算法(sha - 256)来产生混沌吸引子的初始状态,并引入了一个新的混沌系统依赖于茱莉亚的分形过程,混乱,和逻辑映射在一个复杂的设置。
文学作品的评估发现,一些chaos-based图像加密算法有安全漏洞,包括(i)站起来chosen-plaintext攻击;(2)对所有的混沌密钥;(3)解码基本像素在解密过程;和(iv)扭转矩形变换系统。超越上述缺点和安全缺陷,我们提出了一种改进的加密算法利用二维变化模型。我们工作的主要目的是提出一个数据加密系统密钥敏感性,低残留清晰,保持大混乱的地图复制的信息质量。安全分析和实验结果表明,提出的地图可以加密数字图像与强大的功能和高安全抵抗不同的攻击。
本文的其余部分组织如下。在接下来的部分中,提出了混沌系统的细节完全解释道。提出的加密和解密框架提出了部分3。节4的定量测量系统评估。部分5提出了该密码系统的测试结果。最后,总结并给出建议未来的途径6。
2。提出的混沌系统
我们提出一个新的混沌系统对提高加密的质量和执行,这是下面描述。我们的系统是一个二维(2 d)、非线性、离散技术,提供动态混沌行为。由于这些算法的不可重复性和遍历性混乱,他们可以完成一般搜索在更高的速度比随机搜索,取决于概率(14]。拟议的混乱的地图是用于创建混沌序列;它的名字来源于Chirikov标准地图的模型。经典混沌映射遭受低控制参数进而导致混乱的范围有限,但更好的维度提出混沌映射可用于增加密钥空间和过度复杂性和补充伪序列的随机性。创建这样的地图采用了一种混沌伪代码和描述的算法1。在多样化提出了地图,四个下面检查及其特点进行了分析。简而言之,新的混沌映射的特征,比如大的相空间,遍历性高,灵敏度高,微小的初始条件和/或控制参数的变化。这些特征类似于加密算法的要求。此外,这些映射保持经典的原始结构映射的参数范围。
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首次提出混沌映射可以视为二维发展传统物流的地图。它有一个数学表达式类似于Henon地图。修改后的图给出了一个思想混乱的本质是由条件(1)。在这方面,原来的位置 可以被映射到一个新的职位 使用以下: 的状态变量和模拟的时间序列, 代表外部参数的控制,使用这张地图是迭代数。这张地图的图在图1(一)。
(一)
(b)
(c)
(d)
第二提出的混沌映射,利用我们的技术是一种新的融资模式。它是一个离散时间动态系统,展品混乱的行为。它需要一个点 在平面上和地图一个新的点
上面的方程组是一个二维非线性动态非线性系统。在金融动态说明,国家因素和模拟的时间序列,行为的外部控制参数和是一个迭代的数字。不同参数的分岔图可以用来检查的分布属性混乱的系列。它可以确定该地图拥有优秀的混沌特性的均匀分布和相对较大的参数空间,可适用于图像加密领域。这张地图显示在图的图1 (b)。
第三提出了混沌映射用于我们的管道是一个二维混沌映射,包括代内排列图像包括改变像素的位置在独特的图像利用一些新的位置在下列条件: 在哪里使用这张地图是迭代数,混乱的时间,状态变量和是模拟的时间序列,代表了混乱的参数。这张地图观察到在图的图1 (c)。
第四提出的混沌映射,最后,介绍了使用迭代函数引入的 确定性混沌时间序列是在哪里生产的间隔 , 说到外部参数控制,是重新创建集中的数量。这张地图的图在图1 (d)。
拟议中的特征类型的现代金融模型获得了使用MATLAB金融参数,例如,初始状态值 和 。混沌映射的动力学是由轨道表示。混沌映射轨道的特征是一个不连续的运动,非光滑。提出了混沌映射的结构。从图可以很容易看到,每个混沌系统都有其非凡的签名,这可能是一种特殊的吸引子特性。平衡集中提出的其他混沌系统被彻底了解了以下算法的伪代码1。
2.1。混乱的行为评估拟议的地图
混乱的性能可以使用不同的技术评估如李雅普诺夫指数,分岔和轨迹。下面给出一个快速概述的方法;然后评估拟议中的混沌行为的地图基于分岔图,迭代函数图,和李雅普诺夫指数是在下一节详细。
李雅普诺夫指数代表一个无序的框架的重点和一般可以沟通的一般执行混乱的地图。它是用作定量测量依赖于初始条件的敏感。为一个离散系统 和一个轨道的开始 ,李雅普诺夫指数可以描述如下(15]: 在哪里下属的能力吗 。如果是负的,框架不嘈杂。只是碰碰运气λ是零,这意味着该框架公正稳定,处于一致的状态模式。如果λ是肯定的,进步是敏感的入门条件,因而紊乱。此外,它不是暗指意想不到的最大李雅普诺夫指数(标定),根据事实决定一个放荡的框架思想的一致性。大中型企业的规模越大,就越动荡的指南和周期的数量越少重要完成必要的水平传播或混乱的数据,这意味着一个优越的吵闹的指南。另一方面,分岔图通常提到的主观的进步从普通放荡的行为通过改变控制参数。分岔大纲是用来考虑吵闹的框架的组件控制参数的估计。这个图表允许知道的框架显示混合物,分歧和混乱依赖控制参数的估计(16]。终于,迭代财产情节之间的连接数量的周期n和二次紊乱指南在无序的各种估计参数r在一个特定的介绍性的价值(17]。的参数r可以划分为三个方面,分析了利用MATLAB娱乐。
2.2。分析提出了混乱的地图
二次映射是一个无序的框架的基本情况。它可能给著名的和广泛利用一维(1 d)无序物流地图描绘的科学迭代18]: 在哪里吵闹的参数和吗是迭代的数量。二次的安排指导缤纷,它是非线性的事实。它是确定的,因为它有一个条件,决定了行为的框架。同样,一个细微差别的潜在价值能够促使一个完全独特的行为指南。我们可以收集从图2逻辑映射通常有一个积极的LE和分散拨款只是 。在(19)物流指南-标记,例如,(我)低暴乱的范围控制参数r,(ii) nonconfused区域在任何情况下,当 ,和(iii)低最大勒= 0.6923。接下来,许多情节的考试提出了动荡的地图将集中,例如,分岔图、李雅普诺夫指数和迭代性质。
(一)
(b)
2.2.1。的分析,首次提出混沌映射
首次提出的分岔图的地图介绍图3(一个)。这张图有三个区:(i)在装配区 ,(2)分岔的语言环境 。的混乱地区 ,无序行为发生的地方。图3 (b)显示的李雅普诺夫类型主要提出了混沌映射。这显然是明显的,当rϵ[0,0.55]李雅普诺夫指数都小于或等于零。当rϵ0.55][0,李雅普诺夫指数是正因此动荡。第一个混沌映射的最大李雅普诺夫指数1.225。
(一)
(b)
介绍了迭代和轨迹检查图4。当 如数据所示4(一)和4 (d),确定品质达到类似的结果在几个重点,没有任何混乱的行为。当rϵ[0.55,1.0],如图4 (b)和4 (e),框架显示为间歇进行。当 ,它变成了一个混沌系统如图4 (c)和4 (f)。
(一)
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(d)
(e)
(f)
2.2.2。分析提出的第二个混沌映射
的第二个提议通过图介绍了地图5。展出的分岔轮廓图所示5(一个)显然,向导将显示一个行为不检 ,欧盟地区期待小范围(±0.2) 和分岔地区 。在图5 (b),所有估计的r除了 ,李雅普诺夫指数具有积极的价值。沿着这些线路,提出了地图显示一个湍流进行剩下的距离。提出的标定地图是3.317。
(一)
(b)
第二次提出的迭代和轨迹分析地图介绍了数字6。当期待小范围(±0.2) 如数据所示6(一)和6 (d)决定价值,几乎相同的结果在几个周期,没有混乱的行为。当 ,如数据所示6 (b)和6 (e),系统出现偶尔的行为。当 ,它变成了一个混沌系统如图6 (c)和6 (f)。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
2.2.3。第三提出了混沌映射分析
数据7(一)和7 (b)分别描述了分岔和李雅普诺夫指数。很容易看到,在收敛区域 , ,等等到无穷。在分岔地区 , ,等等到无穷。的混乱地区 , , ,interminability等等,除了小地区的组装和分岔,混沌行为发生的地方。在图7 (b)、李雅普诺夫指数具有积极动机的估计r除了小范围的组合和分岔。从今以后,提出了混沌映射显示在剩余的无序行为范围。第三提出了地图是4.499的大中型企业。
(一)
(b)
重点和轨迹分析第三指导介绍了图8。当 , ,等等,无穷如图8(一个)和8 (d),确定品质达到类似的结果在几个重点,没有混乱的行为。当 , ,unendingness等等,如图8 (b)和8 (e),框架显示为间歇进行。当 , , ,unendingness等等,它变成了一个混沌系统的数字8 (c)和8 (f)说明。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
2.2.4。分析提出的第四个混沌映射
终于,行为不检的第四指导数据所示9和10。分岔图9(一个)给出了一些组合、分岔和混沌区域。这些地区interminability伸出。分叉区域 , ,interminability等等。在组装区域r∈(4.2,4.3), ,unendingness等等。在障碍区域 , ,等那困惑的行为发生的地方。在图9 (b)、李雅普诺夫指数具有积极的动力 , ,等等unendingness因此提出第四个动荡的地图显示了一个吵闹的行为在这些时期。提出的标定地图是3.091。
(一)
(b)
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
迭代和轨迹考试第四提出介绍了混沌映射图10。当 , ,因此浩瀚如图10 ()和10 (b)另外,确定品质迭代后达到类似的结果,没有混乱的行为。当 , ,等无穷,如图10 (b)和10 (e),系统出现偶尔的行为。当 , ,等无穷,它变成了一个混沌系统如图10 (c)和10 (f)。
表1总结调查提出的古典和混乱的地图。它显示了改进的湍流参数范围r和标定。
3所示。该加密系统
迭代处理匆忙安排的字节1 d改变了形式的2 d原始图像可用于建议方案。在方程(1)通过(4),提出了利用混乱的能力。这些能力在一起保证困惑和传播过程所需的加密。提高安全性和降低加密时间,该算法与一些逻辑操作帮助另外的支持。的结构在图演示了加密和解密过程11。DWT,基于高通和低通滤波操作,在于将图像分解为分解。一个层次分解,它代表了一种形象四个副环带;第一个副环带表示一个近似图像新低(LL)和其他人显示图像细节水平高低(HL),垂直低(LH)和斜高(HH)方向。提出的四个地图是用来交换四个副环带像素的位置。采用构造提出了混沌序列弥漫整个排列形象;一个辅助关键是引入算法,使算法对密钥敏感。逆离散小波变换(得到)允许完美的图像的重建。下面的小节有加密和解密算法的细节。
在加密和解密的密码系统提出的形式,利用四个提议的地图。初始条件和控制参数(关键州)提取密钥,用于产生的混沌序列提出了地图。
3.1。加密过程
提出了图像加密依赖情节混乱结构呈现在图(11日)。DWT,排列(混乱)和扩散阶段利用完全编码图像。舞台和传播任务的目的是利用混乱状态和纯图片资料改变像素位置和替代像素单独独秀,带来clamor-like密码的形象。
(一)
(b)
(一)
(b)
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(e)
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(g)
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(我)
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(k)
(左)
3.1.1。离散小波变换
DWT是著名的在许多图像/视频应用程序由于其multigoal描绘。的基本思想为二维图像DWT描述如下。pyramid-organized小波变化,原始图像会经历各种混合的低通滤波器和一个高通滤波器和卷积之后依赖于这些渠道生产会,LH, HL和HH子组。获得以下粗了小波系数,可会是另外解体和从根本上subexamined。这个过程可以重复几次,这是由应用程序控制。pyramid-organized小波变换,原始图像的大小是相同的,添加所有的子图象。利用这种衰减结构,不会有数据丢失当解体块复制。这个改造过程叫做得到[20.]。
3.1.2。置换过程
我们提出利用混沌映射产生动荡的分组和困惑之后那种数字上升或订单暴跌的年龄变化的关键。我们在记录网络利用混沌序列重新排列原始图像获得排列图像。收购后重组图像,相邻像素之间的关系完全是沮丧和图像面目全非。这样,第四个g的排列有序的进行图像是虚弱的对事实的攻击,并意识到plain-content攻击(21]。因此,我们利用变化改善安全后分散过程。
3.1.3。扩散过程
传播步骤提出了加密策划执行的关键是确定与普通图像计算利用只是一轮分散活动,其主要依赖于初始密钥和原始图像(22]。扩散过程在我们的计划取决于该混乱的地图。我们将讨论加密过程详细,因为解密是相反的过程。加密过程的微妙之处可以总结算法2。
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3.2。解密过程
加密解密过程是相反的活动的过程。解码结构的示意图表示形式如图11 (b)。利用类似的神秘钥匙,它往往会产生动荡的记录分组和加密过程中创建的无序向量。另外解码计算包括三个基本阶段:逆扩散,反向混淆,和得到。最初,我们将编码图C的大小米×N。在这一点上,我们生产一个反向扩散向量。此外,我们收购合并更动向量和重组成四级子组(LLP,韩P,嗨P,HHP)。终于,匡威阶段为每个子频带(噢,LH,嗨,和HH)利用困惑记录安排,并得到原始图像利用得到P。解密过程给出了详细的算法3。
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4所示。性能指标
提出的定量性能技术与传统技术相比,可以使用不同的指标来衡量。后者包括(i)的统计参数,(ii)微分参数,和(3)效率参数(23]。这些指标给出的细节如下。
4.1。统计参数
好的密码必须有很强的抵抗任何可测量的考试。确认安全的加密技术,应该执行以下统计考试(24]。
以下4.4.1。柱状图分析
一个图像直方图描述了图像像素的运输通过绘制在每个灰度级的像素数量。冗余的明文应该隐藏在密文的分布,该分布逻辑需要统一(23]。图像的直方图方程得到如下: 在哪里被表示为一个通过矩阵的数字扩展像素从0到 。 是可以想象的数量集中值,往往256,然后呢显示的归一化直方图25]。
4.1.2。相关分析
两个变量之间的关系称为相关系数( )(26]。解密后的图像和原始之间的互关联系数 在哪里n列号,米行号,是原始图像的像素值,然后呢是解密图像的像素值。理想情况下,价值的应该是1。
4.1.3。信息熵分析
熵是一个完美的特性对随机性的程度进行评估。消息源的熵可以计算(27] 在哪里为每一个象征和代表的比特数符号的概率是米我。
4.2。微分参数
加密图像需要敏感的微小变化在普通图像。攻击者可以改变一些特性在普通图像加密的一个变化。如果一个令人不安的影响在原始图像在一个加密的一个重大变化,然后微分袭击失去效率,成为无用的(28]。
4.2.1。准备均方误差
均方误差(MSE)本文中用于测量纯和加密图像之间的区别。MSE的高值对应于一个高纯和加密图像之间的区别。它可以出现在方程(10)[29日]: 在哪里列的数量,米的行数,f是图像帧的数量。的参数 和 参考像素的平原和加密的图像,分别。MSE≥30分贝,是有区别的平原和加密图像。
4.2.2。归一化均方误差
另一个流行的有关MSE性能测量是归一化均方误差(NMSE)等于MSE除以最大MSE如方程(11)[30.]。
4.2.3。峰值信噪比
峰值信噪比(PSNR)措施原始之间的一致性和解密图像(31日]。一个图像的大小米×N,它可以评估如下: 在马克斯01代表了最大可能原始图像的像素值。良好的加密算法,PSNR值应尽可能低平原和加密的图像。
4.2.4。数量的像素变化率
像素的数量变化率(NPCR)是利用测量的百分比不同的原始和解密图像之间的像素数据和评估是在以下条件(31日,32]。
NPCR评估编码图像的像素变化修改后最初的一个像素;作为NPCR价值更高的,更有效的性能是有(32]。的实用价值1-NPCR应该大约0.99 (33]。
4.2.5。统一的平均强度变化
统一的平均变化强度(UCI)措施的平均强度平原和解密图像的区别。它可以通过下列方程计算33]。 列数是用在哪里 , 的行数,f是图像帧的数量,解密后的图像,是原始图像,l是原始图像的每个像素的比特数。
4.3。效率参数
效率和高速另外重要的事情对于一个成功的密码系统,特别是对于实时的互联网应用。一般来说,加密速度是高度依赖于CPU /微处理器结构、大小的内存,操作系统、编程语言和编译器选项。所以,不需要比较两个密码的加密速度图像使用两个不同的设备(24]。最常见的参数与效率分析slipped-by-time (sec)已与加密以及解密的总体计算时间为每个试验的实验准备在几秒钟内。
5。实验结果
大多数加密算法是利用可测测试检查。利用这些分析找到加密和原始图像之间的关系。我们所有的实验进行了利用i5 - 2400 Windows 7芯机,4 GB内存,160 GB硬盘,MATLAB编程环境的相同版本。我们的设备是连接到web的大部分时间。所有测试已连接多个时间,因此时间代表的平均模拟时间为每个测试所有试验。算法的执行测试使用MATLAB R2017a通过安排的测试检查。
建议的方法是使用该地图实现图像的加密和解密。我们使用了莉娜基准图像,摄影师,狒狒等。(每一个都是512×512像素)作为普通(原始)图像。multi-map轨道的关键,提出了地图。最直接的技术选择无序程度的加密图像的视觉。另一方面,加密图像的特性转化可以通过连接定量计算系数。采用提出的地图,参数和应设置同意在算法步骤1吗2。基于实验遇到的,一般的组合和可以不断导致异常的破坏性结果在娱乐的时间间隔。所有的开始条件提出了混沌映射设置为使用 和 作为第一个随机密钥的初始条件。莉娜的加密过程图像的仿真结果如图所示12。
5.1。加密和解密实验测试
四个图片是用来测试加密算法,“莉娜”,“摄影师”,“狒狒”和“辣椒。从仿真结果如图13,这些密码的图像出现如此喧闹的,不能得到任何数据。在解密过程,利用适当的密钥,解码图像初始纯图像是一样的。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
(j)
(k)
(左)
交通工具系统由直方图信息的值。直方图的调查可以通过查看信息分布在很多不同的领域。在加密措施,以防交通工具代表加密数据接近的数字,这意味着加密表现良好。加密的数据分布越近,加密水平就越高。选择的样本图像的直方图调查图所示14。如数据所示14(我)- - - - - -14(左),加密图像的直方图是一致,不给任何线索利用实际考试突击。随后,是麻烦的攻击者执行实际考试以来没有有价值的数据暴露在密文图像。
(一)
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(左)
5.2。密钥空间分析
密钥空间是所有可以利用的各种钥匙数量在加密过程。提出了计算包括两个过程:置换和扩散。在置换过程中,我们利用地图与自主提出的四个因素 , ,一个,b和r四个副环带。在扩散过程中,握紧手提出了地图独立变量和r。与普通的内容确定的关键算法,我们有一个一致的整数c和c[255]。因此,空间的关键是{ ,一个,b,r}。自 ,一个,b和r是双重的准确数字,各种品质的绝对数量吗 ,一个,b和r是超过1014人。通过这种方式,密钥空间大于1014×1014×1014×1014×1014×255。这个巨大的密钥空间足以抵抗强力攻击。
5.3。关键的灵敏度分析
除了直方图分析,我们采用混沌加密的另一个关键特性,这是关键的敏感性。解密期间,任何小变化导致不同结果的关键。即使只有一个参数改变,加密的数据无法复原。此外,了解所有的信息不能被解密密钥解密后并不发生在正确的顺序。图15显示了该方法的图像加密时使用特定的键。图(15日)显示了原始摄影师的形象。数据15 (b)和15 (c)显示加密图像使用不同的加密密钥和没有模式或相应的解密图像中的阴影明显与利用军事基地外的钥匙。
(一)
(b)
(c)
解密后的图像如图16,图(16日)显示了使用相同密钥的加密解密图像。数据16 (b)和16 (c)而使用错误的键显示非法解密图像。结果表明,解密图像都是无法识别的。这意味着,没有使用正确的关键,不能恢复原始图像。小键变化将产生错误解密结果。因此,该加密算法具有灵敏度高的关键。
(一)
(b)
(c)
此外,评估该系统的鲁棒性进行了统计分析。表2显示测量分析的结果;不同的措施利用:MSE, PSNP等,和熵。
该加密采用独特的中点时匆忙独特的输入图像。这逐渐可以令人印象深刻的是增量的电阻加密系统对未知/选择攻击和差分攻击。安全算法的性能比这些结果中提到(34]。为了测试算法抵抗攻击的能力,噪声攻击可能是一个常见的图像攻击策略,它经常发生在密文图像传播的准备。对于攻击分析,使用了两个参数,即NPCR UACI。算法应该有很大的敏感性朴素的形象,这意味着大不同密码的形象造成了一个小变化在普通图像。盐和胡椒的影响、散斑和复合高斯和旋转攻击图中所示17。结果表明,该方案可以抵抗不同的攻击(噪声攻击和旋转攻击)。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
它可能是一个常见的密码分析和一个安全的加密方案应该有强壮的站着这些攻击的能力。图像加密方案,像素的数量变化的速率和捆绑在一起正常变化强度可以测量其站差分攻击的能力。结果可以观察到表3和4。可以观察到,NPCR超过99%而UACI超过33%。这些结果推断出高灵敏度的计算对微型改性的纯形象;解密后的图像将会完全不同,即使只有一个两个普通图像之间的变化。在我们的测试中,结果四个加密的图像和平均值UACI NPCR 33.6248%和99.6472%,分别。价值观的分化,UACI和NPCR情节更接近完美的尊重,这证明它是极其敏感的提议加密的抗差分攻击。
5.4。两个相邻像素的相关性
使用上面的示例图片,我们计算相邻像素的相关性系数的原始和加密的图像,这是通过估算两个垂直相邻像素之间的相关性,两个水平方向相邻像素,和两个对角相邻像素在原和相应的加密图像(22]。我们随机选择5000对两个相邻像素的图像。 在哪里 代表的协方差和 , 表示向量的方差 , 表示向量的主要价值 ,和N意味着这个向量的长度 。
从表可以看出5和图18,普通图像的相关系数接近于1,虽然密文图像的相关系数接近0。所以,平原相邻像素图像有很强的相关性,而密码图像相邻像素几乎没有相关性。这些表明我们提出的方案可以对抗攻击基于统计特性的图像。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
5.5。随机性测试4图像
保证密码系统的安全性,求照片必须属性来隔离设计额外的可衡量的调查,例如,伟大的色散(即。安排的连接变得虚弱),广泛的延伸(即。,long key period), and high multifaceted nature and productivity (i.e., disarray and dissemination) [39]。几个测试通常被用来测试的随意性算的图景。这些测试将顽固和NIST SP800)可测量的测试套件。顽固的测试很重要,因为据说最引人注目的,麻烦测试套件通过(40]。的P估计每个测试必须成就< 0.01的范围内P尊重< 0.99。NIST可衡量的包包括很多测试。这些测试是测试的随意性ciphered图像依赖于伪随机数生成器。表6和7NIST的后果和顽固;结果表明,4图片已经通过了所有的评估,这意味着他们表现出高度的随机行为。
6。结论
一套小说混沌映射基于DWT和双混沌函数提出了为了提高加密和执行质量。在这样一种方式,提出管道能够避免许多现有的密码分析方法和密码学的攻击。本文档使用NPCR UACI度量值的99.6472%和33.6248%,分别。动态分析和样本熵算法表明,该地图整体系统的高灵敏度和高复杂性。因此,提出chaos-based图像密码可以被视为合理的应用,比如无线通讯的工具。有一些研究集中后,可以按照这个调查。处理可以随机选择的关键。提供的数量叠加可以扩展增加层安全。不同的混沌映射可以连接到相同的图像来提高加密处理。多媒体安全提出了混沌映射算法可以应用基于混沌雾系统计算。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。