CNNHSIE: CNN and hyperchaotic-based image encryption algorithm using high-speed permutation and dynamic diffusion

Ebrahim Zarei Zefreh

doi:10.1007/s00521-026-12419-y

CNNHSIE: CNN and hyperchaotic-based image encryption algorithm using high-speed permutation and dynamic diffusion

2026-09-08

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Ebrahim Zarei Zefreh *

M

Mohammad Heydari

DOI：10.1007/s00521-026-12419-y

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数字平台上图像分享的指数级增长，包括在军事、医疗和金融应用等领域，以及未经授权访问和篡改的潜在风险，凸显了对高效安全图像加密的迫切需求。本文介绍了一种基于卷积神经网络和超混沌系统的图像加密方案（CNNHSIE），这是一种高速、可靠且安全的图像加密新方案。CNNHSIE基于超混沌系统生成随机矩阵，以及一种名为HSPT的新型高速置换技术和名为DPDT的动态像素扩散技术。此外，所提出的技术还结合了卷积神经网络以提高安全性和效率。VGG16模型用于根据明文图像提取的特征计算公钥。CNNHSIE在USC-SIPI数据库以及其他来自Radiopaedia和Kaggle等来源的公开数据集上，通过多种分析技术进行了全面评估。其特点包括高密钥敏感性、抵抗各种攻击的能力和高性能。对于“Male”图像1024×1024，CNNHSIE实现了UACI值为33.4809%，NPCR值为99.6140%，接近零的相关性，熵为7.9998，加密时间为0.1216秒。强安全性与高性能的结合使CNNHSIE成为安全、实用和实时图像加密与通信应用的理想候选方案。

Keyword:

Image encryption

CNN

Hyperchaotic system

Permutation

Diffusion

CNNHSIE: CNN and hyperchaotic-based image encryption algorithm using high-speed permutation and dynamic diffusion

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