【摘要】：在已有的四維超混沌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)造了一個五維超混沌系統(tǒng),對一種結(jié)合超混沌序列和移位密碼的數(shù)字圖像加密算法進行了分析,通過選擇明文攻擊的方法,成功破解了該算法中用于像素位置置亂以及像素值擴散和混淆的等效密鑰,從而能利用破解的等效密鑰解密出目標明文。為此對該算法進行了兩個方面的改進。一個改進是加密系統(tǒng)中使用了新構(gòu)造的五維超混沌系統(tǒng),使得改進算法的密鑰空間更大,進一步提高了安全性。另一個改進是設(shè)計混沌系統(tǒng)的初始值與明文圖像的SHA-256哈希值有關(guān),從而使得密鑰流與明文圖像相關(guān),達到"一次一密"的效果。密鑰空間分析、密鑰敏感性分析、統(tǒng)計分析、信息熵分析、差分攻擊分析、抗剪切、抗噪聲、抗壓縮分析等實驗結(jié)果表明,改進后的圖像加密算法比原加密算法更加安全有效。
[Abstract]:Based on the existing four-dimensional hyperchaotic system, a five-dimensional hyperchaotic system is constructed. A digital image encryption algorithm combining hyperchaotic sequence and shift cipher is analyzed, and the method of plaintext attack is selected. The equivalent key which is used for pixel location scrambling and pixel value diffusion and confusion in this algorithm is successfully deciphered, thus the target plaintext can be decrypted by using the deciphered equivalent key. For this reason, the algorithm is improved in two aspects. One improvement is the use of a new five-dimensional hyperchaotic system in the encryption system, which makes the key space of the improved algorithm larger and further improves the security. Another improvement is that the initial value of the chaotic system is related to the SHA-256 hash value of the plaintext image, so that the key stream is related to the plaintext image, and the effect of "one time, one density" is achieved. The experimental results of key space analysis, key sensitivity analysis, statistical analysis, information entropy analysis, differential attack analysis, anti-shear, anti-noise and anti-compression analysis show that the improved image encryption algorithm is more secure and effective than the original encryption algorithm.
【作者單位】： 聊城大學計算機學院;
【基金】：國家自然科學基金面上項目(No.61573178)
【分類號】：TP309.7;TP391.41

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本文編號：2213295