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An efficient image encryption algorithm based on a five-dimensional conservative hyperchaotic system and gaussian transformation
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AI
DOI：10.1088/1402-4896/ae1db0.png)
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摘要
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随着物联网（IoT）设备和边缘计算系统的快速普及，对轻量级图像加密方案的需求呈指数级增长。本文提出了一种基于五维守恒超混沌系统和高斯变换的高效图像加密算法。首先，构建了一个5D忆阻器守恒超混沌系统，该系统表现出包括宽超混沌范围和高初始条件敏感性在内的复杂动力学行为。所提出的系统成功通过了美国国家标准与技术研究院（NIST）的所有相关统计测试，表明生成的混沌序列具有强随机性，并满足密码学应用中严格的统计标准。在此基础上，设计的图像加密算法结合了像素置乱和位级扩散阶段，并融入高斯变换。在像素置乱阶段，图像被划分为块，并根据混沌序列索引重新排列块，同时对行和列进行扰乱以打乱像素位置。在位级扩散阶段，像素值被拆分为高四位和低四位。高位平面和混沌序列均经过高斯变换，经过几何运算后重新组合，完成加密过程。实验结果表明，加密图像具有近乎均匀的直方图、极低的像素相关性系数、接近8的信息熵以及接近理想水平的NPCR和UACI值，其加密速度比现有方法更快，且具有强鲁棒性。本研究为图像加密提供了一种高效且安全的解决方案，尤其适用于需要高保密性的场景，并为未来旨在进一步优化加密性能和安全性的研究提供了有价值的见解。高位平面和混沌序列均经过高斯变换，并在几何运算后重新组合。
期刊
IF:
2.6
论文数:
4.3K
被引数:
2.5W
机构
引用论文
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