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A novel universal hybrid chaotic image encryption algorithm using block-based dynamic stack confusion
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AI
DOI：10.1016/j.eswa.2026.133287.png)
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摘要
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随着开放网络中图像数据传输日益频繁，图像加密对于基于互联网的存储和传输至关重要。为保障其安全性，本文提出了一种基于二维正弦-海诺混沌系统（2D-SHCS）和一维Logistic-正弦-指数混沌系统（1D-LSECS）的通用图像加密方案。设计了一种动态图像-时间混沌密钥生成（DITC-KeyGen）机制，以实现非重复的密钥流。采用三级扩散-混淆-混淆级联架构：扩散阶段使用伪随机序列进行全局像素扰动；第一轮混淆采用分层循环移位策略以打破空间相关性；第二轮混淆阶段引入基于块动态堆栈策略，由双混沌序列驱动进行自适应像素压栈/出栈操作。结果显示像素分布均匀（平均卡方值≈255），信息熵为7.99，相邻像素相关系数趋近于零，像素变化率（NPCR）和统一平均变化强度（UACI）值接近理论理想值，密钥空间为2^771，NIST随机性测试通过率不低于99.49%，加密时间分别为0.16 s（256×256灰度）、1.60 s（512×512彩色）和2.13 s（1024×1024灰度）。安全分析与性能测试证实该方案能有效抵抗统计、差分、暴力破解和选择明文攻击，同时表现出对裁剪攻击的强鲁棒性。
Keyword:
New chaotic maps
Image encryption
Block-based dynamic stack confusion
Image security
Chaotic performance evaluation
