基于新余弦混沌映射的视觉安全图像加密算法
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国家自然科学基金(61972135); 黑龙江省自然科学基金(LH2020F043)


Image Encryption Algorithm for Visual Security Based on New Cosine Chaotic Map
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    摘要:

    考虑到目前图像加密算法缺少了对加密后图像的视觉安全的保护, 将新余弦混沌映射和贝叶斯压缩感知进行结合提出一种视觉有意义的图像加密算法是非常有价值的. 首先, 基于余弦函数提出了一个新的一维混沌映射用于构建受控测量矩阵, 除此之外, 所提出的新余弦混沌映射能够更好地扰乱图像的强相关性. 其次, 通过二维Arnold置乱算法对明文图像的小波包系数矩阵进行置乱. 然后, 借助混沌测量矩阵和双向加模扩散策略对置乱后的秘密图像进行压缩和加密. 最后, 通过最低有效位嵌入算法将秘密图像嵌入到经过生命游戏混合置乱后的载体图像中以得到一幅具有视觉意义的密文图像. 仿真结果和安全性分析表明在保证视觉安全性和解密质量的前提下所提加密算法具备可行性和高效性.

    Abstract:

    Present image encryption algorithms ignore the protection of the visual security of encrypted images. Therefore, it is valuable to combine a new cosine chaotic map (CCM) with Bayesian compressive sensing (BCS) and thus propose a visually meaningful image encryption (VMIE) algorithm. Firstly, a new one-dimensional chaotic map based on the cosine function is proposed to construct a controlled measurement matrix. In addition, the proposed new CCM can better disrupt the strong correlation of images. Secondly, the wavelet packet coefficient matrix of a plain image is scrambled by 2D Arnold scrambling algorithm. Then, the scrambled secret image is compressed and encrypted by a chaotic measurement matrix and bidirectional modulo-adding diffusion strategy. Finally, a visually meaningful ciphertext image is obtained by embedding the secret image into the carrier image after game-of-life (GOL) mixed scrambling through the least significant bit embedding algorithm. Simulation results and security analysis show that the proposed algorithm is feasible and efficient on the premise of ensuring visual security and decryption quality.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李凯辉,阚忠良,蒋东华.基于新余弦混沌映射的视觉安全图像加密算法.计算机系统应用,2023,(1):266-274

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  • 收稿日期:2022-06-11
  • 最后修改日期:2022-07-12
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  • 在线发布日期: 2022-09-14
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