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对一类超混沌图像加密算法的密码分析与改进

朱从旭 孙克辉

对一类超混沌图像加密算法的密码分析与改进

朱从旭, 孙克辉
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  • 对一种超混沌图像加密算法及其改进版进行了安全性分析, 结果表明该类算法的置乱过程都是与混淆过程相脱离的, 且混淆过程的加密公式简单; 因此都不能抵抗选择明文和选择密文攻击. 进而提出了一种改进的加强型超混沌图像加密算法; 改进算法包含两轮像素值替代加密操作, 并使得密文与明文、密钥之间的关系更复杂. 安全性分析和实验测试表明, 改进算法不仅克服了原算法不能抵御选择明文和选择密文攻击的缺陷; 而且具有时间开销更小和抗差分攻击性能更好的优势.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61073187, 61161006),湖南省自然科学基金(批准号: 10JJ6093)和广东省自然科学基金(批准号:S2011010001581)资助的课题.
    [1]

    Pisarchik A N, Zanin M 2008 Physica D 237 2638

    [2]

    Yang D G, Liao X F, Wang Y 2009 Chaos Soliton. Fract. 41 505

    [3]

    Rontani D, Sciamanna M, Locquet A 2009 Phys. Rev. E 80 066209

    [4]

    Liu S B, Sun J, Xu Z Q 2009 J. Computers 4 1091

    [5]

    Matthews R A J 1989 Cryptologia XIII 29

    [6]

    Lin S L, Tung P C 2009 Chaos Soliton. Fract. 42 3234

    [7]

    Moskalenko O I, Koronovskii A A, Hramov A E 2010 Phys. Lett. A 374 2925

    [8]

    Wang Y, Wong K W, Liao X F, Chen G R 2011 Appl. Soft. Comput. 11 514

    [9]

    Zhu Z L, Zhang W, Wong K W, Yu H 2011 Information Sciences 181 1171

    [10]

    Tong X J, Cui M G, Wang Z 2009 Opt. Commun. 282 2722

    [11]

    Wang X Y, Wang M J 2007 Acta Phys. Sin. 56 5136 (in Chinese) [王兴元, 王明军 2007 物理学报 56 5136]

    [12]

    Gao T G, Chen Z Q 2008 Phys. Lett. A 372 394

    [13]

    Wang J, Jiang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 060503 (in Chinese) [王静, 蒋国平 2011 物理学报 56 5136]

    [14]

    Park J H 2005 Chaos Soliton. Fract. 26 959

    [15]

    Dadras S, Momeni H R 2010 Phys. Lett. A 372 1368

    [16]

    Sun F Y, Lü Z W 2011 Chin. Phys. B 20 040506

    [17]

    Wang X Y, Xie Y X 2011 Chin. Phys. B 20 080504

    [18]

    Wang F L 2011 Acta Phys. Sin. 60 110517 (in Chinese) [王福来 2011 物理学报 60 110517]

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    Rontani D, Sciamanna M, Locquet A 2009 Phys. Rev. E 80 066209

    [4]

    Liu S B, Sun J, Xu Z Q 2009 J. Computers 4 1091

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    [6]

    Lin S L, Tung P C 2009 Chaos Soliton. Fract. 42 3234

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    Moskalenko O I, Koronovskii A A, Hramov A E 2010 Phys. Lett. A 374 2925

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    Tong X J, Cui M G, Wang Z 2009 Opt. Commun. 282 2722

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    Wang X Y, Wang M J 2007 Acta Phys. Sin. 56 5136 (in Chinese) [王兴元, 王明军 2007 物理学报 56 5136]

    [12]

    Gao T G, Chen Z Q 2008 Phys. Lett. A 372 394

    [13]

    Wang J, Jiang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 060503 (in Chinese) [王静, 蒋国平 2011 物理学报 56 5136]

    [14]

    Park J H 2005 Chaos Soliton. Fract. 26 959

    [15]

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    Sun F Y, Lü Z W 2011 Chin. Phys. B 20 040506

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    Wang F L 2011 Acta Phys. Sin. 60 110517 (in Chinese) [王福来 2011 物理学报 60 110517]

  • [1] 王静, 蒋国平. 一种超混沌图像加密算法的安全性分析及其改进. 物理学报, 2011, 60(6): 060503. doi: 10.7498/aps.60.060503
    [2] 位恒政, 彭 翔, 张 鹏. 基于菲涅耳域的双随机相位编码系统的选择明文攻击. 物理学报, 2007, 56(7): 3924-3930. doi: 10.7498/aps.56.3924
    [3] 孙福艳, 吕宗旺. 空间混沌序列的加密特性研究. 物理学报, 2011, 60(4): 040503. doi: 10.7498/aps.60.040503
    [4] 艾星星, 孙克辉, 贺少波, 王会海. 简化Lorenz多涡卷混沌吸引子的设计与应用. 物理学报, 2014, 63(12): 120511. doi: 10.7498/aps.63.120511
    [5] 邓海涛, 邓家先, 邓小梅. 基于EZW的图像压缩和树形加密同步算法. 物理学报, 2013, 62(11): 110701. doi: 10.7498/aps.62.110701
    [6] 蔡履中, 孟祥锋, 彭翔, 何文奇, 秦琬, 郭继平, 李阿蒙. 优化的两步相移算法在图像加密中的应用研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6118-6124. doi: 10.7498/aps.59.6118
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    [8] 莫晓华, 张平伟, 廖高华, 马 军, 李维学. 超混沌系统的间歇同步与控制. 物理学报, 2005, 54(12): 5585-5590. doi: 10.7498/aps.54.5585
    [9] 冯久超, 刘明华. 一个新的超混沌系统. 物理学报, 2009, 58(7): 4457-4462. doi: 10.7498/aps.58.4457
    [10] 马军, 吴信谊, 秦会欣. 非连续的线性耦合方法实现超混沌系统的同步. 物理学报, 2013, 62(17): 170502. doi: 10.7498/aps.62.170502
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-26
  • 修回日期:  2011-11-16
  • 刊出日期:  2012-06-20

对一类超混沌图像加密算法的密码分析与改进

  • 1. 中南大学信息科学与工程学院, 长沙 410083
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61073187, 61161006),湖南省自然科学基金(批准号: 10JJ6093)和广东省自然科学基金(批准号:S2011010001581)资助的课题.

摘要: 对一种超混沌图像加密算法及其改进版进行了安全性分析, 结果表明该类算法的置乱过程都是与混淆过程相脱离的, 且混淆过程的加密公式简单; 因此都不能抵抗选择明文和选择密文攻击. 进而提出了一种改进的加强型超混沌图像加密算法; 改进算法包含两轮像素值替代加密操作, 并使得密文与明文、密钥之间的关系更复杂. 安全性分析和实验测试表明, 改进算法不仅克服了原算法不能抵御选择明文和选择密文攻击的缺陷; 而且具有时间开销更小和抗差分攻击性能更好的优势.

English Abstract

参考文献 (18)

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