結(jié)合壓縮編碼的圖像選擇加密研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)為人類的生產(chǎn)生活提供了極大的便捷,各種技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生。多媒體極大地豐富了人們獲取信息的方式,而其中數(shù)字圖像則是最主要的呈現(xiàn)媒介。每時(shí)每刻互聯(lián)網(wǎng)都在傳輸成千上萬(wàn)的圖像,其安全性和隱私性必須得到保護(hù)。傳統(tǒng)密碼學(xué)可以用來(lái)保護(hù)圖像信息的安全。然而由于圖像信息是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),圖像數(shù)據(jù)語(yǔ)法格式獨(dú)特,數(shù)據(jù)量大,用傳統(tǒng)加密方式對(duì)圖像數(shù)據(jù)直接加密會(huì)造成加密速度慢、加密效率低下、破壞圖像壓縮存儲(chǔ)格式等問(wèn)題。因此,研究針對(duì)圖像格式的加密方法非常

2、重要。圖像壓縮編碼是圖像數(shù)據(jù)能夠良好存儲(chǔ)和傳輸?shù)幕颈ＷC,如果將加密過(guò)程無(wú)縫地嵌入到壓縮編碼過(guò)程中,不僅能夠提高加密效率,而且壓縮過(guò)程會(huì)將加密的影響擴(kuò)散至其他壓縮數(shù)據(jù),從而獲得更好的加密效果,并且能做到解碼器格式兼容。選擇加密也是目前圖像加密領(lǐng)域比較熱門的研究方向,它通過(guò)選擇一小部分對(duì)視覺(jué)影響較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,從而降低加密數(shù)據(jù)量,同時(shí)也能獲得比較好的加密效果,使得密文滿足安全性要求。
　　本文將結(jié)合圖像壓縮編碼加密和選擇加密有機(jī)

3、結(jié)合,做出了相關(guān)的貢獻(xiàn)。主要的工作內(nèi)容如下:
　　○1重點(diǎn)研究了一種優(yōu)秀的圖像壓縮編碼算法——SPIHT算法,并提出了一種結(jié)合SPIHT壓縮編碼的選擇加密算法(JCSE-SPIHT)。該算法解決了在目前提出的一些SPIHT加密算法中存在的不足和局限性,例如選擇加密方案可能會(huì)讓攻擊者有機(jī)會(huì)進(jìn)行密碼分析,或者其中一些算法容易受到選擇明文攻擊等。JCSE-SPIHT只需要在編碼過(guò)程中將一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)置亂,通過(guò)FRI為加密過(guò)程提速可以將2O

4、(n)時(shí)間復(fù)雜度降低為O(n),同時(shí)算法將PRNG與明文相關(guān)聯(lián)使其能夠抵抗選擇明文攻擊。算法加密效果較好,并且格式兼容。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明加密數(shù)據(jù)量可以限制在1％-4％左右,而且壓縮性能良好。最后通過(guò)常見(jiàn)密碼攻擊手段和圖像處理技術(shù)攻擊實(shí)驗(yàn)證明該算法具有良好的加密效果和安全性。
　　○2提出了一種基于SPIHT壓縮編碼的圖像退化加密方案(DeSPIHT)。和圖像保密性加密不同,圖像退化加密只需加密圖像細(xì)節(jié)部分而保留可識(shí)別的輪廓信息以供預(yù)覽

5、。SPIHT輸出比特可以分為不同類型,該算法針對(duì)BLIS-O-sgn比特進(jìn)行加密。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明該算法平均加密數(shù)據(jù)量小于10％,而且算法可以根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)置合適的參數(shù)r來(lái)對(duì)計(jì)算量和安全性進(jìn)行平衡。安全性分析證明算法可以抵御常見(jiàn)攻擊,還證明了通過(guò)圖像恢復(fù)技術(shù)無(wú)法恢復(fù)一部分有用的密文信息。改算法可以應(yīng)用在云計(jì)算相關(guān)領(lǐng)域,能夠保護(hù)數(shù)據(jù)內(nèi)容不被完整獲得,主要可以用于未授權(quán)情況下的預(yù)覽和相關(guān)搜索服務(wù),是一種較為新穎部分?jǐn)?shù)據(jù)加密方案。