Cryptanalysis of a chaotic block cipher with external key and its improved version
最近，Pareek等人提出了一种使用多个一维混沌映射的对称密钥分组密码。本文对这类混沌密码的安全性问题作了一些新的研究：（1）存在一定数量的弱密钥;（2）密码的某些重要中间数据不具有足够的随机性;（3）在一个已知明文中只有120个连续的已知明文字节的情况下，整个密钥可以被已知明文攻击破解。此外，还指出了Wei等人提出的混沌密码的改进版本仍然存在同样的安全缺陷。
2006-08-10 cs.CR nlin.CD
Cryptanalysis and design for a family of plaintext non-delayed chaotic ciphers
本文分析了一类明文无延迟混沌密码（PNDCC）的安全漏洞，通过四种攻击方法成功破解了该类密码，并提出了一种能抵抗各种密码分析攻击的新方案明文延迟混沌密码（PDCC）。
2025-09-14 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
Chosen-Plaintext Cryptanalysis of a Clipped-Neural-Network-Based Chaotic Cipher
在ISNN'04中，提出了一种新的对称密码，通过结合混沌信号和裁剪神经网络（CNN）进行加密。本文分析了该混沌密码抵抗选择明文攻击的安全性，指出该密码可被选择明文攻击破解。实验分析支持所提出的攻击的可行性。
2007-12-19 cs.CR cs.NE nlin.CD
Hybrid Message-Embedded Cipher Using Logistic Map
提出的混合消息嵌入方案由希尔密码和消息嵌入混沌方案组成。对以非线性反馈移位寄存器为非线性函数、以一维逻辑斯蒂映射为混沌映射的消息嵌入方案进行了改进、分析和测试，验证了该方案的雪崩特性和抵抗已知明文攻击和蛮干攻击的强度。Logistic映射的参数充当秘密密钥。我们知道，抵抗蛮干攻击的最小密钥空间是2100，并且从分析中观察到，所讨论的方法的密钥空间小于2100。但可识别性测试表明，该方案包含可识别的密钥，这是混沌密码抵抗蛮干攻击的充分条件。该方法可以成功地对一个完整的文件进行加密和解密，并保证其安全性不受蛮干攻击的影响。它还得出结论，该方案具有平均密钥敏感性。
2012-09-12 cs.CR
Cryptanalysis of a Chaotic Key based Image Encryption Scheme
由于多媒体数据在各种通信信道上的广泛传输，其安全性是一个主要问题。因此，设计和研究好的图像加密方案已成为一个重要的研究课题。在过去的几十年里，基于混沌的密码学得到了越来越多的应用。本文提出了一种攻击最近提出的基于混沌的图像加密方案。研究中的密码系统首先通过应用混沌映射多次对原始图像进行洗牌以扰乱像素的排列。然后利用陈氏混沌系统生成密钥流，并将其与置乱后的像素点混合，最终得到密码图像。选择密文攻击可以在不知道密钥的情况下恢复系统。它只需要两对明文-密文就可以完全破解密码系统。
2018-09-26 cs.CR
Using Chaotic Stream Cipher to Enhance Data Hiding in Digital Images
现代通信的潜力日益增长，需要使用安全手段来保护信息在传输过程中不被未经授权的访问和使用。一般来说，使用密码技术加密消息，然后使用隐写术方法隐藏消息提供了额外的保护层。此外，使用这些组合降低了找到隐藏消息的机会。本文提出了一种结合密码学和隐写术的系统来隐藏秘密信息，并增加了隐写术的复杂性。提出的系统秘密消息与混沌流密码编码和编码后的数据是隐藏在RGB或灰色的封面图像通过修改的封面图像像素的第k个最低有效位（k-LSB）。得到的隐写图像失真较小。之后，接收者可以使用该图像来提取该图像的位平面。实际上，该系统中的加密/解密和嵌入/提取方案依赖于发送方和接收方之间的两个碎片密钥。实验结果表明，使用未经授权的密钥，发送者和接收者之间的消息与原始消息完全不同，从而提高了图像的机密性。
2021-01-04 cs.CR
Breaking a modified substitution-diffusion image cipher based on chaotic standard and logistic maps
最近，Patidar等人提出了一种基于混沌标准和Logistic映射的图像加密方案，Rhouma等人提出了一种只用一个已知或选择的明文和相应的密文就能重构出等价的秘密密钥的方案。Patidar等人很快修改了原始方案，并声称修改后的方案对Rhouma等人是安全的。的攻击。在本文中，我们指出，修改后的方案仍然是不安全的，对相同的已知/选择明文攻击。此外，还指出了原方案和改进方案中存在的其他一些安全缺陷。
2009-12-21 cs.CR cs.MM
Lightweight ciphers based on chaotic Map -- LFSR architectures
本文提出两种基于Skew Tent Map和Modified Logistic Map的流密码，通过增加序列周期长度显著提升系统随机性，适用于安全通信。
2024-02-16 cs.CR eess.SP
Quantitative Evaluation of Chaotic CBC Mode of Operation
密码块链接（CBC）块密码操作模式是一种非常流行的加密方式，用于各种应用。在以前的研究工作中，我们已经从数学上证明了，在某些条件下，这种操作模式可以允许根据Devaney的混沌行为。证明CBC模式是混沌的，只是研究其安全性的开始。下一步，这是本文的目的，是通过评估这种模式的敏感性和扩展性的水平，发展混沌CBC模式的操作的定量研究。
2016-01-29 cs.CR
Summary of Topological Study of Chaotic CBC Mode of Operation
在密码学中，分组密码是许多公钥加密系统中最基本的元素。密码块链接（CBC）是最著名的操作模式之一，它使用块密码来提供机密性或真实性。在这项研究工作中，我们打算总结我们在以前的系列文章中详细介绍的结果。本系列的目标是根据Devaney的著名定义证明他的混沌行为后，获得CBC分组密码操作模式的完整拓扑研究。
2017-08-09 cs.CR nlin.CD
Cryptanalysis of an Image Block Encryption Algorithm Based on Chaotic Maps
近年来，提出了一种基于混沌映射的图像分块加密算法。该加密算法在保证足够的安全级别的同时，又具有较高的加密速度。本文从现代密码学的角度对该算法进行了深入的安全性分析，并指出了该算法存在的一些严重安全缺陷。给定五个选择的明文图像和相应的密文图像，攻击者可以获得一个等价的秘密密钥，成功地解密用相同的秘密密钥加密的其他密文图像。此外，对算法安全性评估中采用的各种安全性度量标准提出了质疑。所得出的经验教训对其他图像加密算法具有普遍适用性。
2020-03-23 cs.CR
Implementation of a Stream Cipher Based on Bernoulli's Map
在FPGA上实现了一个流密码算法。密钥流，对于一些作者最重要的元素，使用基于Bernoullis混沌映射的算法开发。当动态系统以数字方式实现时，会出现正常的退化并干扰其行为;因此，需要一种机制。所提出的机制给出了一个解决方案的退化问题，其实现并不复杂。最后，实现了一个包含8个阶段和2个伪随机数发生器（PRNG）的密码算法，并通过NIST测试进行了验证。在设计阶段，使用正在开发的FPGA板实现了它。
2015-01-07 cs.CR
A chaotic flux cipher based on the random cubic family $f_{c_n}(z)=z^3+c_n z$
Universidade Federal de Viçosa（维索萨联邦大学）；Universidad de Valparaíso（瓦尔帕莱索大学）
本文提出一种对称流密码，利用复平面上随机三次映射的动态特性生成伪随机密钥流。通过参数$ c_n $在半径为$ δ $的圆内随机选取，提升混沌行为和序列随机性，采用安全密钥派生、鲁棒密钥流生成和认证加密方案，符合NIST标准。
2026-03-21 cs.CR
A fast and light stream cipher for smartphones
提出了一种基于混沌动力系统的流密码算法。为了避免任何重建原始密钥的尝试，我们使用在一定规则下采样的混沌轨迹创建了一个二进制伪随机密钥流，该密钥流只能由完全了解由发送器和接收器形成的通信系统参数并共享相同初始条件的人精确复制。明文与密钥流进行异或运算，生成密文，即加密消息。该密钥流通过了NIST的随机性测试，并已在智能手机的视频会议应用程序中实现，以显示所提出的加密系统的快速和轻便的性质。
2013-12-05 cs.CR nlin.CD
Proving chaotic behaviour of CBC mode of operation
密码块链接（CBC）块密码操作模式是由IBM（国际商业机器）在1976年发明的。它提供了一种非常流行的加密方式，用于各种应用程序。在本文中，我们已经从数学上证明，在某些条件下，CBC的操作模式可以承认一个混沌行为根据Devaney。为了证明这一观点，将适当研究一些案例。
2016-08-20 cs.CR math.DS
A chaotic image encryption scheme owning temp-value feedback
本文提出了一种新的有效的混沌图像加密方案，在该方案中，将温度值反馈机制引入到置换扩散过程中。首先，使用一个简单的技巧将普通图像像素映射到Logistic映射的初始条件。然后，通过迭代映射得到伪随机数序列（PRNS）。置换过程由置换序列执行，该置换序列通过比较PRNS及其排序版本而生成。扩散过程由两个重复执行的循环组成。在每一轮中，当前的纯图像像素和最后的密图像像素被用来产生当前的密图像像素的帮助下的Logistic映射和伪随机数由Chen系统产生。为了提高效率，在扩散期间仅采用扩展的XOR运算和模256加法。实验结果表明，新方案具有较大的密钥空间，能够抵抗差分攻击。它也是高效的。
2014-01-07 cs.CR
A review of cryptosystems based on multi layer chaotic mappings
近年来，大量的研究已经进入创建多层混沌映射为基础的密码系统。混沌系统具有类似随机的行为、连续的宽带功率谱和弱的基线条件依赖性。混沌可以在数字通信系统中的压缩、加密和调制这三个功能组件中发挥作用。为了在密码学中成功地使用混沌理论，混沌映射必须以这样一种方式构建，即它们产生的熵可以提供必要的混乱和扩散。在这种密码系统的第一层中使用混沌映射来产生混淆，并且在第二层中使用第二混沌映射来产生扩散并从明文创建密文。秘密密钥生成机制和密钥交换方法经常被遗漏，许多研究人员只是假设任何有效的密码系统的这些基本组件总是可访问的。我们审查这样的密码系统，通过使用我们的设计，在明文中的混乱是使用阿诺德的猫地图，和逻辑映射创建足够的分散，并最终得到一个匹配的密文。我们还解决这些密码系统的密钥交换协议和秘密密钥计划的发展，以及使用密码分析技术在这样的系统上的可能结果。
2022-07-17 cs.CR
On the Security of the Yi-Tan-Siew Chaos-Based Cipher
本文对[IEEE TCAS-I 49（12）：1826-1829（2002）]中提出的Yi-Tan-Siew混沌密码的安全性进行了全面的分析。提出了一种差分选择明文攻击和差分选择密文攻击来破解子密钥K，并假设攻击者可以改变时间戳，这在此类攻击中是合理的。同时，从理论和实验两方面阐明了子密钥$α$和$β$的安全性问题。进一步的分析表明，该密码的安全性是独立的使用混沌帐篷映射，一旦子密钥$K$被删除，通过建议的差分选择明文攻击。
2004-12-01 cs.CR cs.PF nlin.CD
A New Chaos-Based Cryptosystem for Secure Transmitted Images
本文提出了一种新的和强大的基于混沌的安全传输图像的密码系统和其他四个版本。在所提出的块加密/解密算法中，一个二维混沌映射被用来洗牌的图像像素的位置。然后，替换（混淆）和置换（扩散）操作上的每个块，多轮，结合使用两个扰动混沌PWLCM映射。微扰轨道技术改善了加密图像的统计特性。在各种标准密码块模式下的误差传播表明，该密码系统适合于在损坏的数字信道上传输密码数据。最后，为了量化所提出的密码系统的安全级别，进行了大量的测试，实验结果表明，所提出的密码系统具有较高的安全级别。
2015-03-01 cs.CR
Digital Signal Transmission with Chaotic Encryption: Design and Evaluation of a FPGA Realization
提出了一种离散时间离散值伪混沌编解码系统。伪混沌模块是著名的洛伦兹动力系统的3D离散版本。为了简化在小尺寸现场可编程门阵列（FPGA）上的实现，采用了缩放和偏置变换以及自然数运算。通过仅使用其中一个伪混沌状态变量的最低有效字节作为密钥对明文进行加密，提高了加密能力。密钥被另一个混沌状态变量周期性地扰动。将该伪混沌密码的统计特性与文献中已有的其他伪随机数发生器的统计特性进行了比较。作为该技术应用的一个实例，以FPGA为技术框架，设计并实现了一个全双工通信系统。
2004-02-25 cs.CR
Complete Key Recovery of a DNA-based Encryption and Developing a Novel Stream Cipher for Color Image Encryption: Bio-SNOW
本文针对现有DNA加密算法的弱点提出O(1)复杂度的完整密钥恢复攻击，并借鉴SNOW-3G设计出新型DNA流密码Bio-SNOW，其速度约为SNOW-3G两倍且通过NIST测试，适用于轻量级和图像加密。
2025-03-10 cs.CR
A Novel Quasigroup Substitution Scheme for Chaos Based Image Encryption
在过去的二十年里，基于混沌的图像加密算法得到了大量的发展。在某种程度上，这些算法已经能够提供一种替代方案，以安全的方式通过网络交换大型媒体文件（图像和视频）。然而，在实际应用中，基于混沌的图像密码算法的实现还存在一些问题。其中之一是减少/小的密钥空间，这是由于这样的事实，即混沌行为只观察到一定范围内的系统参数/初始条件的混沌系统中使用这样的算法。为了克服这一困难，我们提出了一个简单，有效的和强大的图像加密算法的基础上的拟群和混沌标准映射的组合应用。提出的图像密码是基于流行的替代扩散架构（Shanon），其中一个准群的顺序256和混沌标准映射已分别用于图像像素的替代和置换。由于引入了准群作为秘密密钥的一部分，同时引入了混沌标准映射的参数和初始条件，使得密钥空间得到了显著的增加。由于基于拟群运算的置换非常简单，可以通过对拉丁方（即拟群的Cayley运算表）的查表运算来实现，并且利用混沌标准映射产生的伪随机数序列逐行和逐列地进行置换，因此该图像密码的速度非常快.通过直方图、相关系数、信息熵、密钥敏感性分析、差分分析、密钥空间分析等方法对算法的安全性和性能进行了分析，结果证明了该算法的有效性和鲁棒性。
2017-09-19 cs.CR math.CO
Generation of dynamical S-boxes via lag time chaotic series for cryptosystems
在这项工作中，我们提出了一种算法的设计$n\times n$位替换盒（S盒）的时间序列的离散动力系统的混沌行为的基础上。$n\times n$位替换盒的元素由均匀分布的时间序列生成的二进制序列给出。特别地，利用Logistic映射的两个滞后时间混沌序列产生均匀分布的时间序列。使用这两个滞后时间序列的目的是隐藏所使用的映射，从而避免了Logistic映射的U形分布，并获得不相关的S盒元素。该算法简单，保证了分组密码的主要组成部分S盒的生成满足强S盒准则：双射准则、非线性准则、严格雪崩准则、输出比特独立准则、等概率输入/输出异或分布准则和最大期望线性概率准则。满足这些标准的S盒通常被称为“好S盒”。最后，基于多字母密码原理开发了一个应用程序，通过动态S盒获得明文的均匀分布。
2019-02-18 cs.CR math.DS
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
Pseudo-Random Bit Generation based on 2D chaotic maps of logistic type and its Applications in Chaotic Cryptography
伪随机比特生成（PRBG）在密码学的许多方面以及现代安全工程的其他应用中都是必需的。在这项工作中，PRBG的基础上的2D对称混沌映射的Logistic型。用这种类型的混沌PRBG产生的序列，统计测试和计算效率的发电机估计。考虑到该PRBG对密码学有效，还计算了可用密钥空间的大小。不同的密码应用程序可以适用于这个PRBG，作为流密码可能是其中最直接的。
2008-01-25 cs.CR nlin.CD physics.comp-ph
Design and ARM-embedded implementation of a chaotic map-based multicast scheme for multiuser speech wireless communication
提出了一种基于混沌映射的多用户语音无线通信组播方案，并在ARM平台上实现。该方案对声卡解码后的数字音频信号进行压缩，然后采用三级混沌加密方案进行加密。首先，利用6维混沌映射产生的伪随机数序列对压缩数据的每一位进行随机置换。然后，利用7维混沌映射产生的伪随机序列对得到的数据进行字节级的置换。最后，使用多轮混沌流密码对其进行运算。整个系统具有以下优点：有效地减少了原始音频文件中的冗余，增加了相应的唯一性距离;很好地实现了系统高安全级别和实时传输速度之间的平衡点。在ARM的实现中，采用了子网内多播多用户通信的框架和Internet组管理协议，实现了客户端之间的通信功能。最后给出了全面的测试结果，验证了整个系统的可行性和安全性能。
2016-12-06 cs.CR
Image Encryption via Data-Identified Discrete Chaotic Maps
Lanzhou University of Technology（兰州理工大学）；Lanzhou University（兰州大学）
提出一种数据驱动的图像加密框架，利用SINDy-PI算法从数据中识别混沌映射，以初始条件为密钥，实现高安全性。
2026-05-25 cs.CR
Multi-level Chaotic Maps for 3D Textured Model Encryption
Beijing Electronic Science and Technology Institute（北京电子科技学院）；CETC Big Data Research Institute Co.,Ltd.（中电科大数据研究院有限公司）；Nanjing University of Posts & Telecommunications（南京邮电大学）；Nanjing University（南京大学）；Kyushu Institute of Technology（九州工业大学）
随着虚拟现实和增强现实技术的快速发展，3D内容在许多应用中是下一个广泛的媒体。因此，保护3D模型至关重要。3D模型的加密对于保持机密性至关重要。以往对三维表面模型加密的工作通常是将点云、网格和纹理分别考虑。通过观察顶点（点云）、多边形和纹理对密码3D模型识别的不同贡献，提出了一种用于3D纹理加密的多级混沌映射模型。对于对识别有主要贡献的顶点，采用高级3D Lu混沌映射进行加密。对于识别贡献相对较小的多边形和纹理，分别采用二维Arnold猫映射和一维Logistic映射进行加密。实验结果表明，对于点云、多边形和纹理，该方法可以获得与使用相同的高阶混沌映射的其他方法相似的性能，而所需时间更少。此外，该方法还能抵抗统计攻击、蛮干攻击、相关攻击等多种攻击方法。
2020-11-05 cs.CR cs.CV
The B-Exponential Map: A Generalization of the Logistic Map, and Its Applications In Generating Pseudo-random Numbers
提出了著名的Logistic映射的一维推广。所提出的映射族被称为B-指数映射。这个地图的动力学进行了分析，发现有有趣的属性。特别地，B-指数映射对于参数B >= e^（-4）的所有实值都表现出鲁棒混沌。然后，我们提出了一个伪随机数发生器的基础上的B-指数映射通过混沌跳跃之间的不同的轨迹为不同的B值。我们称之为BEACH（B-指数全混沌映射跳跃）伪随机数发生器。BEACH成功通过了ENT、NIST和Diehard等严格的统计随机性测试。还概述了BEACH的实施。
2006-07-17 cs.CR nlin.CD
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
