A hybrid chaos map with two control parameters to secure image encryption algorithms
本文提出了一种混合混沌映射的高灵敏度图像加密方法。这种新的映射对起始点以及控制参数的小变化敏感，这导致具有更大的计算复杂性。此外，它具有均匀的分布，提供了新系统对安全应用中的攻击的抵抗力。各种测试和绘图表明，所提出的系统显示更多的混沌行为。最后，为了展示所产生的混沌映射在现有图像加密方法中的能力，我们进一步报道了这方面的一些结果。
2021-10-29 cs.CR
Chaotic iterations versus Spread-spectrum: chaos and stego security
在之前的研究中提出了一种新的信息隐藏安全框架，称为混乱安全。它是基于评估的不可预测性的计划，而现有的安全概念，如隐写安全，更多地与信息泄漏。扩频技术作为一种著名的隐写安全方案，也被证明是混沌安全的。本文通过提出一种新的二次隐写和混沌安全的数据隐藏方案，深化了两种安全概念之间的联系，阐明了混沌安全的可用性。这最后一个计划有更好的分数比扩频在评估定性和定量混沌安全性能。顺便说一句，这个结果表明，新的框架的安全性往往提高能力，比较数据隐藏方案。
2011-01-23 cs.CR
Deep Motion Masking for Secure, Usable, and Scalable Real-Time Anonymization of Virtual Reality Motion Data
针对VR运动遥测数据易被唯一识别的隐私问题，研究提出可突破现有防御的先进VR识别模型，并设计深度运动掩码方法实现VR数据实时可扩展匿名化，经182人用户研究验证其可用性与隐私性均优于现有系统。
2023-11-09 cs.CR cs.HC
An efficient and secure two-party key agreement protocol based on chaotic maps
安全通信是一个真正令人关切的问题，其中包括各实体能够在不被第三方截获的情况下分享信息的手段。密钥协商协议是一种常见的方法，其中两个或多个参与方可以就密钥达成一致，这防止了不希望的第三方强制他们选择密钥。在过去的十年中，基于混沌的密钥协商协议得到了广泛的研究和应用。最近，Yoon和Jeon提出了一种新的基于混沌映射的密钥协商协议，并声称他们的协议的安全性和实用性。我们发现Yoon-Jeon的协议存在一些问题：（1）它引入了一个可信的第三方，其存在增加了实现成本。(2)需要多次加密/解密计算，以及（3）不保护用户的匿名性。为了克服这些问题，我们提出了一个增强的用户匿名密钥协商协议。理论分析表明，该协议是有效的，并抵抗当前的攻击。
2018-01-09 cs.CR
Analog Chaos-based Secure Communications and Cryptanalysis: A Brief Survey
自20世纪90年代初以来，利用混沌同步技术，人们提出了大量的模拟混沌保密通信系统。这些基于混沌的密码系统和相关的密码分析结果的简要调查。还介绍了一些最近提出的针对已知攻击的对策。
2007-10-29 cs.CR nlin.CD
Breaking a chaos-noise-based secure communication scheme
研究了一种基于两个离散混沌系统通过一个公共随机驱动信号同步的保密通信方案的安全性。该方案存在以下安全缺陷：1）密钥空间显著减小; 2）解密对密钥的不匹配不敏感; 3）密钥生成过程对已知/选择明文攻击不安全。前两个缺陷意味着该方案对于暴力攻击不够安全，第三个缺陷意味着一旦攻击者有机会访问生成的密钥流的一个片段，他可以通过近似估计秘密密钥来轻松地破坏密码系统。然而，间歇混沌是否可以用于设计安全的混沌密码系统还有待澄清。
2005-09-13 cs.CR nlin.CD
A Learning and Masking Approach to Secure Learning
University of Michigan, Ann Arbor（密歇根大学安娜堡分校）
深度神经网络（DNN）已被证明容易受到对抗性示例的攻击，这些示例是巧妙构建的数据点，用于欺骗分类器。这种攻击在实践中可能是毁灭性的，特别是当DNN被应用于越来越多的关键任务时，如自动驾驶中的图像识别。在本文中，我们介绍了一个新的角度对这个问题。我们首先定义分类器对对抗性利用的鲁棒性。接下来，我们证明了对抗性示例生成问题可以被视为学习问题。我们还将文献中的攻击分为高扰动攻击和低扰动攻击;众所周知的攻击，如快速梯度符号法（FGSM）和我们的攻击产生更高的扰动对抗性示例，而更有效但计算效率低下的Carlini-Wagner（CW）攻击是低扰动攻击。接下来，我们证明了攻击学习问题的对偶方法可以作为一种防御技术，对高扰动攻击有效。最后，我们证明了一个分类器的掩蔽方法，通过添加噪声的神经网络的logit输出，防止低失真攻击，如CW攻击。我们还表明，我们的学习和掩蔽防御可以同时工作，以防止多种攻击。我们通过实验MNIST和CIFAR-10数据集证明了我们的技术的有效性。
2018-01-27 cs.CR cs.CV cs.LG
A Novel Chaos-Based Cryptographic Scrambling Technique to Secure Medical Images
本文提出一种基于混沌映射的医学图像加密置乱技术，通过混沌置乱缓解传统混淆扩散缺陷，并利用分岔图、李雅普诺夫指数等验证其安全性能。
2025-02-15 cs.CR
Four-dimensional hybrid chaos system and its application in creating a secure image transfer environment by cellular automata
为信息交换创造安全的环境已成为研究者们考虑的最重要和最实际的研究之一。混沌系统由于其自身的结构特点，在数据传输领域成为一种有效的工具。在本研究中，我们利用一种数学结构，例如合成和转移，通过创建一个四维系统来改进经典的混沌系统。然后介绍了一种新的基于混沌和元胞自动机的加密算法。使用不同类型的安全测试评估所提出的环境的安全性表明了所提出的算法的效率。
2021-10-28 cs.CR cs.IT math.IT
A Hybrid Chaos-Based Cryptographic Framework for Post-Quantum Secure Communications
本文提出混合混沌密码框架 CryptoChaos，融合四种离散混沌映射与 X25519、HKDF 及 AES-GCM 生成高熵密钥，实验表明其具备近最大香农熵、通过 NIST 测试并能显著提高 Grover 量子攻击成本，为后量子安全通信提供新方案。
2025-04-11 cs.CR
Steganography: a Class of Algorithms having Secure Properties
基于混沌的信息隐藏方法是信息隐藏领域的一个重要研究方向，但目前还没有明确的理论依据。事实上，为什么混沌对于谨慎、鲁棒性或安全性的处理是有用的，很少有人解释。本文提出了一类新的基于Devaney拓扑混沌的有限域迭代的非盲信息隐藏算法。该方法是完全形式化和原因发生的数学理论的混沌解释。最后，隐写安全性和混沌安全性，从而证明了一大类算法。
2011-12-07 cs.CR cs.DM
A chaos-based approach for information hiding security
本文介绍了一种新的数据隐藏安全框架。与现有的方法相反，这里介绍的方法不是基于概率论。在本文中，一个方案被认为是安全的，如果它的行为是不可预测的。本研究的目的是丰富现有的数据隐藏安全的概念与一个新的严格和实用的。这种新的安全定义是基于拓扑混沌的概念。它可以用来加强对以前被其他方法证明是安全的方案的信心，也可以用来研究目前无法通过现有的安全方法研究的某些类型的攻击。在介绍了研究的理论框架后，详细介绍了一个具体的例子，以显示我们的方法可以如何应用。
2010-05-05 cs.CR
Chaos Based Mixed Keystream Generation for Voice Data Encryption
本文提出了一种基于高维混沌系统的混合密钥流生成器来实现语音数据的保密。随着基于语音的通信在军事、IP语音、语音会议、电话银行、新闻广播等应用领域变得越来越重要，这就要求在共享/开放网络上保护敏感的语音信号不被未经授权的监听和非法使用。为了解决这一问题，本文设计的密钥流生成器作为一种对称加密技术，用于在不安全的传输信道上保护语音数据流。该发生器利用高维混沌的特点，如洛伦兹和陈系统，产生高度不可预测的和随机的序列。该算法从预处理后的混沌混合序列中动态提取加密密钥流，并利用该密钥流对语音码流进行掩蔽，实现语音数据的完整性保护。通过自相关、信号分布、参数残差、密钥空间和密钥敏感度等实验分析，验证了该方法在语音保密通信中的有效性。
2014-03-19 cs.CR
QMedShield: A Novel Quantum Chaos-based Image Encryption Scheme for Secure Medical Image Storage in the Cloud
针对云存储医疗图像的隐私安全问题，提出基于量子混沌的QMedShield加密方案，通过位平面置乱、量子操作、DNA编码等步骤实现加密，经多指标评估和攻击验证，其抗攻击性和鲁棒性优于现有方案，保障云环境中医疗图像安全存储。
2024-05-15 cs.CR cs.MM
From Chaos to Pseudo-Randomness: A Case Study on the 2D Coupled Map Lattice
将混沌理论应用于保密数字通信是一种很有前途的方法，而在这种应用中，混沌系统的选择是非常重要的。然而，对混沌系统的要求通常是启发式的，没有理论上的保证所得到的通信方案。在安全通信的所有基本要素中，（伪）随机数是最基本的。本文以研究较多的二维耦合映射格子（2D CML）为例，对利用2D CML生成伪随机数进行了理论研究。在这样做时，首先推导出2D CML的李雅普诺夫指数（LE）谱的解析表达式。使用LE，可以配置系统参数以确保2D CML仅表现出复杂的动力学行为，然后从系统轨道收集伪随机数。此外，基于观察到的最低有效位分布更均匀的（伪）随机分布，提取算法E开发的属性，当应用于2D CML的轨道，它可以挤压均匀位。在实现中，如果以二进制格式使用定点运算，其中在小数点之后具有$z$位的精度，则E可以确保压缩位的偏差由$2^{-z}$限制。进一步的仿真结果表明，新方法不仅可以引导二维CML模型表现出复杂的动力学行为，而且可以产生均匀分布的独立比特。特别地，压缩的伪随机位可以在各种设置中通过NIST 800-22和TestU 01测试套件。该研究为二维CML在保密通信中的有效应用提供了理论基础。
2021-07-11 cs.CR
Chaos for Stream Cipher
本文讨论了混沌系统的混合作为一种可靠的保密通信方法。分析了稳态和明文输入序列的熵函数分布。它表明，混沌序列的混合结果在一个序列，不具有任何状态依赖于由它们加密的信息。这样的密码生成的输出状态的复杂性措施和周期长度接近理论最大值。这些功能，然后与一些流行的密码进行比较。
2001-02-16 cs.CR
A Hybrid Image Encryption Scheme based on Chaos and a DPA-Resistant Sbox
针对现有图像加密方案的弱点，提出一种基于混沌和抗DPA S盒的混合加密方案，提高安全性和效率，并在常见攻击下表现更优。
2023-12-23 cs.CR
Bringing Order Amidst Chaos: On the Role of Artificial Intelligence in Secure Software Engineering
本文通过实证评估SASTT、数据集与即时建模等方法，揭示安全软件工程中漏洞预测的工具局限和上下文重要性，以提升AI缺陷预测效果。
2025-01-09 cs.AI cs.CL cs.CR
Boosting Communication Efficiency of Federated Learning's Secure Aggregation
本文提出通信高效的安全聚合协议CESA，每个客户端仅用两个共享密钥掩码模型，在稳定网络中显著降低联邦学习安全聚合的通信开销，同时防止诚实但好奇的服务器获取未掩码模型。
2024-05-02 cs.CR
A novel encryption algorithm using multiple semifield S-boxes based on permutation of symmetric group
随着互联网和先进通信的巨大好处，从数据安全的角度来看，存在严重的威胁。需要能够在各种不同的软件和硬件平台上实现的安全且鲁棒的加密算法。在块对称加密算法中，替换盒是最重要的部分。本文利用大小为8的S_8集合上对称群的置换来研究半域替换盒，并建立了一个有效的生成具有相同代数性质的S_8半域替换盒的过程。此外，使用众所周知的标准，即双射性，非线性，严格雪崩准则，位独立性准则，异或表和微分不变量，生成的替代盒的强度进行分析。基于分析结果，它表明，生成的替代盒的密码强度是与最有名的$8\times 8$替代盒。作为应用，提出了一种加密算法，可以用来加强任何类型的安全通信。该算法主要是基于（S-P）网络的Shannon思想，用提出的S8半域替换盒进行替换，用替换盒变换后的数据进行二进制循环移位进行置换运算。此外，所提出的加密算法利用两个不同的混沌映射。为了保证这些混沌映射的合理利用，我们对其在保密通信中的行为进行了深入的分析，并将混沌映射的伪随机序列应用到所提出的图像加密算法中。统计和仿真结果表明，我们的加密方案是安全的，对不同的攻击，可以抵抗线性和差分密码分析。
2020-04-26 cs.CR
ACCESS-FL: Agile Communication and Computation for Efficient Secure Aggregation in Stable Federated Learning Networks
本文提出ACCESS-FL方法，通过仅在两客户端间生成共享秘密并去除双重掩码和密码学计算，在稳定联邦学习网络中实现恒定计算与通信开销的高效安全聚合，实验证明其显著优于SecAgg和SecAgg+。
2024-09-05 cs.CR cs.DC
NFSA: Non-Forward Secure Aggregation with One Server via Two Layer Secret Sharing
Sun Yat-sen University（中山大学）
研究针对联邦学习中模型更新致数据泄露问题，提出基于两层秘密共享的安全聚合协议，结合多种技术消除用户直接通信与服务器数据转发，设计新编码方法减少开销，实验表明该方案在多方面显著优于现有方法。
2026-07-17 cs.CR
Trident, a new pseudo random number generator based on coupled chaotic maps
本文介绍了一种新的加密安全的伪随机数发生器，基于耦合混沌映射，将作为流密码中的密钥流。该映射是分段线性映射的修改，通过动态改变系数值和扰动其较低的有效位。
2010-08-17 cs.CR physics.comp-ph
Secure Transmission of Password Using Speech Watermarking
互联网是信息交流和检索的最宝贵资源之一。当今大多数多媒体信号都是数字格式的。数字数据可以非常容易地复制和编辑，这导致了对数据完整性和数字数据保护的需求。通过使用数字水印技术实现安全措施，可以满足完整性或数据认证等安全要求。本文提出了一种利用频率掩蔽将水印信号数据嵌入到音乐（序列）宿主信号中的盲语音水印算法。提出了一种不同的对数方法。在这方面，首先将对数函数应用于水印数据。然后将变换后的信号嵌入到通过应用快速傅里叶变换方法获得的宿主信号的转换版本中。最后利用快速傅立叶逆变换和反对数函数提取水印信号。
2013-04-25 cs.CR cs.MM
Very Low Cost Entropy Source Based on Chaotic Dynamics Retrofittable on Networked Devices to Prevent RNG Attacks
高质量的熵源在现代密码协议中是必不可少的。不幸的是，许多当前部署的联网设备不包括它们，并且可能容易受到随机数生成器（RNG）攻击。由于这些系统中的大多数允许固件升级并具有串行通信设施，因此存在用安全的基于硬件的熵源对其进行改造的可能性。为此，需要非常低成本、强大、易于部署的解决方案。这里，示出了基于混沌动力学的可改装的亚10熵源，其能够具有32 kbit/s或更高的速率，并且提供包括USB、I2C、SPI或USART的多个串行通信选项。操作基于围绕标准微控制器上托管的模数转换器（ADC）构建的环路。
2014-12-17 cs.AR cs.CR
The weak password problem: chaos, criticality, and encrypted p-CAPTCHAs
与弱密码相关的漏洞是一个紧迫的全球经济和安全问题。我们提出了一种新颖、简单、有效的方法来解决弱密码问题。基于混沌动力学、相变临界性、CAPTCHA识别和计算舍入误差，我们设计了一种增强密码安全性的算法。我们的方法的核心思想是将一个长而安全的密码分成两个部分。第一个组件由用户记忆。第二个组件被转换成CAPTCHA图像，然后使用接近相变的二维动力系统的演化来保护，以这种方式，标准的蛮干攻击变得无效。我们希望我们的方法在认证和加密技术中有广泛的应用。
2011-07-01 cond-mat.other cs.CR nlin.CD
Secure Communications using Nonlinear Silicon Photonic Keys
我们提出了一个安全的通信系统，利用非线性光子物理不可克隆功能（PUF），利用集成硅微腔中的物理混沌。与大型的电子存储一次性垫相比，我们的方法在微腔的固有复杂纳米结构内提供了大量信息。通过用光谱编码超快光脉冲的快速序列探测微腔并测量光波响应，我们实验证明了从单个微腔器件中提取2.4 Gb关键材料的能力。随后，在一个安全的通信实验与设备对，我们实现了低于$10^{-5}$的出错率高达0.1的码率。PUF的响应从不通过信道传输或存储在数字存储器中，从而增强了系统的安全性。此外，微腔PUF非常小、便宜、坚固，并且与电信基础设施、组件和电子制造完全兼容。这种方法可以服务于需要高安全性的一次性密码本或公钥交换应用
2018-02-05 cs.CR physics.optics
NET-SA: An Efficient Secure Aggregation Architecture Based on In-Network Computing
针对隐私保护机器学习中安全聚合的通信开销问题，提出基于网内计算的NET-SA架构，利用种子同态伪随机数生成器和可编程交换机优化梯度掩码与聚合，显著降低通信成本并提升运行效率。
2025-03-04 cs.CR cs.DC cs.NI
The Capacity of Information-Theoretic Secure Aggregation in Federated Learning
Information Coding and Transmission (ICT) Key Laboratory of Sichuan Province, Southwest Jiaotong University（四川省信息编码与传输（ICT）重点实验室，西南交通大学）；School of Electronic Information and Communications, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电子信息与通信学院）
针对联邦学习中的安全聚合问题，提出一种无需可信第三方或预设结构的通用密钥分发模型，并完整刻画了安全性、密钥分发通信和聚合通信三者间的容量区域。
2026-06-05 cs.CR cs.IT cs.LG
