A novel conservative chaos driven dynamic DNA coding for image encryption
提出一种由保守混沌标准映射驱动的动态DNA编码图像加密算法，利用伪随机序列动态选择编码规则并结合前馈和反馈机制，实现对明文和密文的高敏感性，安全性分析证明其对常见密码分析攻击具有鲁棒性。
2022-07-12 cs.CR cs.CV
Lightweight compression with encryption based on Asymmetric Numeral Systems
数据压缩与有效加密相结合是数据存储和传输的共同要求。这些操作的低成本通常是高优先级，以便提高传输速度并减少功率使用。这一要求对于资源有限的电池供电设备至关重要，例如自主远程传感器或植入物。众所周知的和流行的加密技术往往过于昂贵。随着机器对机器通信和物联网成为现实，这个问题正在增加。因此，在轻量级密码学中寻找安全性、成本和性能之间的权衡的需求越来越大。本文讨论了非对称数字系统--一种创新的熵编码方法，可用于加密压缩。它提供了与算术编码相当的压缩比，速度与霍夫曼编码相似，因此，这种编码开始在新的压缩器中取代它们。此外，通过扰动其编码表，非对称数字系统使得几乎不需要额外的成本就可以同时加密编码的消息。文章介绍了这种方法并分析了它的安全级别。基本的应用是减少在ANS压缩数据上使用的某些密码的轮数，或者如果达到令人满意的保护级别则完全去除附加的加密层。
2016-12-14 cs.CR cs.IT math.IT
Deep Joint Source-Channel and Encryption Coding: Secure Semantic Communications
用于无线图像或视频传输的深度学习驱动的联合信源信道编码（JSCC）（也称为DeepJSCC）最近已经成为一个令人感兴趣的话题，并且具有非常有前途的结果。其思想是将相似的源样本映射到通道输入空间中的附近点，使得尽管通道引入了噪声，但可以以最小的失真恢复输入。在DeepJSCC中，这是通过自动编码器架构实现的，编码器和解码器之间具有不可训练的通道层。DeepJSCC具有许多有利的特性，例如比其单独的源和信道编码对应物更好的端到端失真性能以及关于信道质量的适度降级。然而，由于源样本和信道输入之间的固有相关性，DeepJSCC容易受到窃听攻击。在本文中，我们提出了第一个用于无线图像传输的DeepJSCC方案，称为DeepJSCEC，该方案可以防止窃听者。DeepJSCEC不仅保留了DeepJSCC的有利特性，还提供了针对窃听者选择明文攻击的安全性，而无需假设窃听者的信道条件或其对截获信号的预期用途。数值结果表明，DeepJSCEC实现了与使用BPG压缩、AES加密和用于信道编码的LDPC码的单独信源编码相似或更好的图像质量，同时保留了图像质量相对于信道质量的适度降级。我们还表明，所提出的加密方法是问题不可知的，这意味着它可以应用于其他端到端的JSCC问题，如远程分类，无需修改。鉴于安全在现代无线通信系统中的重要性，我们相信这项工作使DeepJSCC方案更接近于在实践中采用。
2022-08-31 cs.CR eess.SP
Encryption by using base-n systems with many characters
本文提出利用 Unicode 全部符号及其标准顺序构造不同大小的 base-n 数字集，并通过进制转换实现类似错误编码与噪声的加密效果，同时指出该方法不能保证压缩磁盘空间。
2023-06-04 cs.CR
Securing the IEEE 802.16 OFDM WiMAX PHYSICAL AND MAC Layer Using STBC Coding and Encryption
本文提出了一种基于正交频分复用（OFDM）和空时分组码（STBC）模型的IEEE 802.16 WiMAX物理层和MAC层安全模型设计。通常，它使用空时分组编码（STBC）、链路加密和消息认证码（MAC）技术来解决物理和MAC层安全问题。该模型符合多输入单输出（MISO）衰落信道，它模拟了多用户环境中的两个或多个发射机和一个接收机。假设两个衰落链路参数相同。与接收信号组合的每个链路的信道估计基于里德所罗门卷积编码（RS-CC）算法，其作为空时分集组合器块的结果而发生。此外，该模型还探索了在前向纠错（FEC）模式下采用加密算法和消息认证码（MAC）后，利用通信块来测量和显示比特出错率。信道SNR和速率ID估计被应用。最终结果显示身份验证以及对接收到的最终信息或数据的里德-所罗门解码。
2013-09-19 cs.CR cs.IT cs.NI
One-Time Pad, Arithmetic Coding and Logic Gates: An unifying theme using Dynamical Systems
本文证明了完全安全的一次性密码（One-Time Pad，OTP）加密可以看作是在基于完全随机密码的随机开关下，在二进制映射上寻找初始条件。这是Grangetto在二进制映射上进行的随机算术编码的一个特例。此外，我们使用这种方法推导出一组可能的完美保密系统。由于OTP加密是XOR运算，因此我们有XOR门的动态系统实现。我们展示了其他门的类似实现，如NOR，NAND，OR，XNOR，AND和NOT。动力系统框架统一了香农做出基础性贡献的三个领域：无损压缩（源代码），完美加密（密码学）和逻辑门设计（计算）。
2008-03-01 cs.CR nlin.CD
Grain-128PLE: Generic Physical-Layer Encryption for IoT Networks
本文提出源自 Grain-128AEAD v2 的轻量级物理层加密方案 Grain-128PLE，通过置于信道编码与信号调制之间，为物联网网络提供不依赖信道或协议栈的通用数据机密性保护。
2023-09-27 cs.CR
On joint coding for watermarking and encryption
在继续早期的作品中，联合信息嵌入和无损压缩（复合信号）的问题进行了研究，在没有\cite{MM03}和存在\cite{MM04}的攻击，在这里，我们认为额外的成分保护水印的秘密对未经授权的一方，它没有访问合法的各方共享的秘密密钥。换句话说，我们研究了三个目标的联合编码问题：信息嵌入，压缩和加密。我们的主要结果是一个编码定理，它提供了以下参数之间最佳可实现的权衡的单字母表征：复合信号和覆盖文本之间的失真，合法接收机重构水印时的失真，复合信号的可压缩性（具有和不具有密钥），以及水印的模糊性，以及给定复合信号的其重构版本。在攻击-免费的情况下，如果密钥是独立的covertext，这个编码定理产生了一个{ \it三倍}分离原则，告诉渐近地，对于长块码，没有最优性丢失，首先应用率失真代码的水印源，然后加密压缩码字，最后，嵌入到covertext使用的嵌入方案\cite{MM03}。然而，在更一般的情况下，这种分离原理不再有效，因为密钥扮演嵌入单元使用的辅助信息的附加角色。
2005-09-21 cs.CR cs.IT math.IT
Bi-serial DNA Encryption Algorithm(BDEA)
DNA分子中固有的巨大并行性、卓越的能源效率和非凡的信息正在被探索用于计算、数据存储和密码学。DNA密码学是密码学的一个新兴领域。本文设计了一种基于数字转换、DNA数字编码、PCR扩增的加密算法，能有效地防止攻击。通过数据处理将明文转换为密文，具有很好的安全性
2011-01-13 cs.CR math.NT
CERMET: Coding for Energy Reduction with Multiple Encryption Techniques -- $It's\ easy\ being\ green$
本文提出CERMET高能效硬件架构，将基础密码系统与网络编码结合，在保证安全性和吞吐量的同时显著降低能耗与面积，AES-256能耗低于1 pJ/bit，ECC公钥系统能耗降低14.6倍。
2023-08-09 cs.AR cs.CR cs.IT
Partial Encryption after Encoding for Security and Reliability in Data Systems
我们考虑的问题，在一个嘈杂的多路径网络的安全和可靠的通信。以前的工作考虑我们的问题的无噪声版本提出了一个混合通用网络编码密码系统（HUNCC）。通过将信息理论上安全的编码器与部分加密相结合，HUNCC能够获得安全保证，即使在存在全观察窃听者的情况下也是如此。在本文中，我们提出了一个版本的HUNCC噪声信道（N-HUNCC）。这种修改需要四个主要的创新。首先，我们提出了一个网络编码结构，这是联合，单独的安全和纠错。其次，我们引入了一个新的安全性定义，它是个体安全性的计算模拟，我们称之为在选择密文攻击下的个体不可否认性（individual IND-CCA 1），并证明了NHUNCC满足它。最后讨论了N-HUNCC的参数选择及其纠错能力。
2022-02-07 cs.CR cs.IT math.IT
SCReedSolo: A Secure and Robust LSB Image Steganography Framework with Randomized Symmetric Encryption and Reed-Solomon Coding
Islamic University of Technology（伊斯兰理工大学）
针对现有LSB图像隐写在安全性和抗比特损坏能力上的不足，提出SCReedSolo框架，融合随机打乱、Fernet对称加密、里德-所罗门码与LSB嵌入，实现高载荷、抗检测、抗攻击的鲁棒图像隐写。
2025-11-14 cs.CR eess.IV eess.SP
Chaotic Arithmetic Coding for Secure Video Multicast
算术编码（AC）广泛用于文本和视频数据的熵编码。它涉及根据输入符号出现的相对概率递归划分范围[0，1）。混沌算术编码（CAC）是一种基于算术编码的数据（图像或视频）加密方案。在CAC中，可以使用大量的混沌映射来执行编码，每个混沌映射都可以实现香农最优压缩性能。映射的确切选择由一个键控制。CAC具有对间隔进行加扰而不对码字必须位于其中的间隔的宽度进行任何改变的效果，从而允许加密而不牺牲任何编码效率。在本文中，我们使用了一个冗余的CAC过程中的安全多播的视频，多个用户被分配不同的密钥来解码相同的加密文件。通过加密一次，我们可以生成多个密钥，其中任何一个都可以用于解密编码文件。这非常适合于通过互联网的视频分发，其中单个视频可以以隐私保护的方式分发给多个客户端。
2013-11-13 cs.CR cs.IT cs.MM
A New Cryptography Model via Fibonacci and Lucas Numbers
由于信息安全是近年来比较重要的问题，编解码算法对于提高信息安全具有重要的意义。本文介绍了利用Fibonacci $Q$ -矩阵和$R$ -矩阵的两种新的编解码算法。我们的模型是基于分块的消息矩阵和加密的每个消息矩阵与不同的密钥。这些新算法不仅提高了信息的安全性，而且具有较高的正确率。
2017-09-22 cs.CR
Lightweight Security for Network Coding
在新兴的网络编码范例下，网络中的中间结点不仅被允许存储转发分组，而且被允许处理和混合不同的数据流。我们提出了一个低复杂度的加密方案，利用随机线性网络编码提供的固有安全性，并提供了减少开销的优势相比，传统的端对端加密的整个数据。通过保护（或“锁定”）解码编码数据所需的源系数来实现机密性，而不会阻止中间结点运行其标准网络编码操作。我们的计划可以很容易地结合现有的技术，对抗主动攻击。
2008-07-03 cs.CR cs.NI
Secure Semantic Communication With Homomorphic Encryption
本文提出HE-JSCC方案，利用同态加密保护语义通信中的信息，通过SIFT验证加密后语义信息的保留，并展示了图像分类和生成任务的仿真结果。
2026-01-05 cs.CR eess.SP
Secure Fractal Image Coding
在最近的工作中，各种分形图像编码方法被报道，这些方法利用图像的自相似性来压缩图像的尺寸。然而，到目前为止，还没有解决方案的分形编码图像的安全性。本文提出了一种安全的分形图像编码方案，该方案在分形编码过程中对部分分形参数进行加密，从而产生加密编码后的图像。加密的图像只能通过正确的密钥恢复。通过对各种分形参数的参数空间、参数分布和参数敏感性的研究，选择合适的参数进行加密，以保证加密的安全性和有效性。加密过程不改变文件格式，保持感知安全，并且花费很少的时间或计算资源。这些特性使其适用于安全的图像编码或传输。
2007-11-22 cs.CR cs.MM
A wireless secure key distribution system with no couriers: a One-Time-Pad Revival
在保证过境信息保密的问题中，使用信使以安全的方式更新密钥的困难，称为一次性密码本（OTP）的完美保密加密方法几乎过时了。纯量子密钥分发（QKD）理想地为密钥分发提供了安全性，并可以恢复OTP。然而，与电信技术相比，需要光纤、卫星、中继站、昂贵的检测设备和缓慢的协议的特殊网络为QKD的广泛使用提供了强大的障碍。经典的加密方法充斥着安全通信领域。它们中的许多依赖于其安全性的历史困难，如大数字的因数分解-他们所谓的安全性有时被视为难以通过蛮力制动加密。数学突破的可能性，可以使因式分解微不足道的讨论很少。这项工作提出了一种解决方案，使完美的保密性在途通信，而没有上述问题。它展示了基于携带信息的经典信号的密钥分发方案（绰号KeyBITS平台），但这些信号携带量子噪声的记录。合法用户从所使用的编码基础的共享信息开始，这为他们提供了允许容易的信号恢复的信息优势。记录的噪声保护合法用户并阻止攻击者的访问。该共享信息在发送的每批密钥结束时被刷新，从而为下一轮提供秘密共享信息。通过从每一轮安全传输的信号中提取的加密密钥，OTP可以快速恢复。
2020-05-31 cs.CR
Hybrid Encryption with Certified Deletion in Preprocessing Model
SRM University-AP（SRM大学安得拉邦分校）；University of Calgary（卡尔加里大学）
本文提出预处理模型中的混合加密与认证删除(pHE-CD)，通过结合信息论密钥封装机制和提供认证删除的数据封装机制，实现不同安全级别的加密和认证删除功能。
2026-06-29 cs.CR cs.IT math.IT
Asymmetric numeral systems
本文将提出新的方法熵编码：家庭的推广标准的数字系统是最佳的编码序列的等概率符号，到非对称数字系统-最佳的自由选择的概率分布的符号。它与范围编码有一些相似之处，但不是在选择范围时对符号进行编码，而是将这些范围均匀地分布在整个区间上。这导致更简单的编码器-而不是使用两个状态来定义范围，我们只需要一个。这种方法是非常普遍的-我们可以获得从非常精确的编码（ABS）到非常快的可能性，以额外加密数据（ANS）。该加密方法使用密钥初始化随机数生成器，用于计算编码表。这种预先初始化的加密还有一个额外的优点：可以抵抗蛮干攻击--为了检查密钥，我们必须进行整个初始化。还将提出新的纠错方法的应用：在每一步中出现错误后，我们选择概率来观察错误。还将提出新的纠错方法的应用：在每一步中出现错误后，我们选择概率来观察错误。对于任何噪声水平，我们都可以通过这种方式接近香农极限，并且预期线性校正时间。
2009-05-21 cs.CR cs.IT math.GM
Secret Key Agreement with Physical Unclonable Functions: An Optimality Summary
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
我们从信息理论最优性的角度来解决数字设备和生物特征识别的安全和隐私问题，其中生成密钥用于认证，识别，消息加密/解密或安全计算。物理不可克隆功能（PUF）是一个很有前途的解决方案，在数字设备的本地安全，这篇评论给出了最相关的总结信息理论家，编码理论家，和信号处理社区成员谁有兴趣在最佳的PUF建设。低复杂度的信号处理方法，如变换编码，使信息理论分析听话的发展进行了讨论。给出了多个PUF测量的秘密密钥、隐私泄漏和存储速率之间的最佳权衡。建议的最佳代码结构，共同设计的矢量量化器和纠错码参数列出。这些构造包括现代和代数码，例如极化码和卷积码，这两者都可以在短块长度下实现小的块错误概率，对应于少量的PUF电路。从信号处理，信息论，编码理论和硬件复杂性的角度及其组合的PUF文献中的开放问题被列出，以刺激进一步的进展，在本地隐私和安全的研究。
2020-12-16 cs.CR cs.CV cs.IT
PERSEUS Technology: New Trends in Information and Communication Security
使用密码学来保护信息和通信基本上有两个主要缺点。首先，加密数据的特定熵分布使得它们的检测非常容易。其次，根据各国的情况，加密技术的使用或多或少都可以受到监管，更不用说禁止了。如果自由保护我们的个人和私人数据的权利是一项基本权利，它就不能阻碍民族国家在国家安全方面的行动。允许对公民进行加密也适用于坏人。在本文中，我们提出了一种新的方法，在信息和通信安全，可以解决所有这些问题，从而代表了一个相当有趣的权衡显然相反的安全需求。基于编码理论中的计算困难问题，结合PERSEUS技术，提出了可扩展安全的概念。其核心思想是用可变穿孔卷积码对数据进行编码，使得任何密码分析尝试都需要耗时的编码器重建才能解码。通过以适当的方式添加噪声，这种重建在实践中变得难以驾驭，除了情报部门，然而，情报部门必须在大量的可扩展时间内使用超级计算机。因此，它自然限制了任何不适当地进行这种攻击的意愿（例如。侵犯公民隐私权）。在用户端，编码器和噪声参数首先通过初始的短HTTPS会话进行交换。这一方法背后的原理已在1997年和2007年得到数学验证。我们展示了我们在GPL/LGPL/MPL三重许可下开发的PERSEUS库。这个库可以用来保护任何类型的数据。
2010-12-30 cs.CR
