This paper focuses on hyperchaotic-map construction and proposes a 3D-Cascading Crossing Coupling framework (3D-CCC), which cascades, crosses, and couples three one-dimensional chaotic maps to form a three-dimensional hyperchaotic system. The framework avoids modulo-1 operations and introduces bounded-state and denominator safeguards for stable digital implementation. A general 3D-CCC formulation is established, and its derivative/Jacobian structure is analyzed to characterize multidirectional expansion. By instantiating ICMIC, Logistic, and Sine maps, a concrete system (3D-ILS) is derived. Phase portraits, bifurcation behavior, sensitivity tests, and Lyapunov-exponent analysis indicate pronounced ergodicity and hyperchaotic dynamics. As an application of the constructed map, a one-round RGB image-encryption scheme is developed using cross-channel bit mixing with joint permutation-diffusion. Under the reported settings, the cipher reaches near-ideal entropy (average 7.9993), NPCR of 96.61\%, UACI of 33.46\%, and an effective key space of about $2^{309}$. These results support the effectiveness of 3D-CCC as a practical framework for hyperchaotic-system design, with image encryption as one representative application.


翻译:本文聚焦于超混沌映射的构建,提出了一种三维级联交叉耦合框架(3D-CCC)。该框架通过级联、交叉和耦合三个一维混沌映射,构建出一个三维超混沌系统。该框架避免了模1运算,并引入了有界状态和分母保护机制以确保稳定的数字实现。本文建立了通用的3D-CCC公式,并通过分析其导数/雅可比矩阵结构来表征其多向扩展特性。通过实例化ICMIC、Logistic和Sine映射,推导出一个具体系统(3D-ILS)。相图、分岔行为、敏感性测试和Lyapunov指数分析表明,该系统具有显著的遍历性和超混沌动力学特性。作为所构建映射的一个应用,本文利用跨通道比特混合与联合置乱-扩散技术,开发了一种单轮RGB图像加密方案。在所述设置下,该密码方案达到了接近理想的熵值(平均7.9993)、NPCR为96.61%、UACI为33.46%,以及约$2^{309}$的有效密钥空间。这些结果支持3D-CCC作为超混沌系统设计的实用框架的有效性,图像加密是其代表性应用之一。

0
下载
关闭预览

相关内容

深度学习背景下的图像三维重建技术进展综述
专知会员服务
39+阅读 · 2023年9月4日
数字孪生电网的特性、架构及应用综述
专知会员服务
54+阅读 · 2022年11月24日
数字孪生模型构建理论及应用
专知会员服务
231+阅读 · 2022年4月19日
三维重建 3D reconstruction 有哪些实用算法?
极市平台
13+阅读 · 2020年2月23日
专家报告|深度学习+图像多模态融合
中国图象图形学报
12+阅读 · 2019年10月23日
推荐|caffe-orc主流ocr算法:CNN+BLSTM+CTC架构实现!
全球人工智能
19+阅读 · 2017年10月29日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
内省扩散语言模型
专知会员服务
4+阅读 · 4月14日
国外反无人机系统与技术动态
专知会员服务
3+阅读 · 4月14日
大规模作战行动中的战术作战评估(研究论文)
未来的海战无人自主系统
专知会员服务
3+阅读 · 4月14日
美军多域作战现状分析:战略、概念还是幻想?
无人机与反无人机系统(书籍)
专知会员服务
19+阅读 · 4月14日
美陆军2026条令:安全与机动支援
专知会员服务
9+阅读 · 4月14日
相关VIP内容
深度学习背景下的图像三维重建技术进展综述
专知会员服务
39+阅读 · 2023年9月4日
数字孪生电网的特性、架构及应用综述
专知会员服务
54+阅读 · 2022年11月24日
数字孪生模型构建理论及应用
专知会员服务
231+阅读 · 2022年4月19日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员