#chaos-based-cryptography

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👥 作者: Wenyuan Lia, Xiao-Yun Wang, Zhigang Zhu, Xiaofeng Zhang, Li Zhang

本文提出了一种数据驱动的图像加密框架,通过SINDy-PI算法从观测数据中识别混沌映射的完整显式动力学方程(包括交叉项和高阶非线性项),从而替代传统加密方案中依赖预定义混沌映射的方法。该框架在三种不同的混沌系统上验证了其通用性:Hénon映射、三维logistic映射和分段线性Lozi映射。加密密钥仅由初始条件构成;映射结构本身变得依赖于训练数据,从而引入额外安全层。即使初始条件固定,不同的训练数据(例如含有微小噪声种子)也会导致略微不同的映射,进而产生完全不同的密文(NPCR约99.6%,UACI约33.5%)。在Hénon系统上的数值实验表明,信息熵接近理想值(约8位),像素间相关性可忽略,且对初始条件极端敏感:10^-16的扰动即导致解密完全失败。该方案能抵抗差分攻击和统计攻击,NPCR和UACI值均达到理论理想值。本工作建立了超越固定映射的混沌密码学新范式。

💡 推荐理由: 传统混沌加密依赖预定义映射,可能被攻击者利用已知动力学破译。本文提出数据驱动识别映射,使映射本身成为密钥的一部分,极大增加破解难度,为图像加密提供了新思路。

🎯 建议动作: 研究跟进

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