基于矩陣變換的圖像加密算法研究.pdf

1、信息技術的飛速發(fā)展使信息安全問題逐漸成為計算機研究領域的重點問題，由于多媒體信息在互聯(lián)網(wǎng)中交換量所占比例極大，而數(shù)字圖像又是多媒體傳輸?shù)闹饕d體，因此數(shù)字圖像的安全性成為多媒體安全技術的主流研究領域。本文通過對現(xiàn)有的數(shù)字圖像加密算法的研究與討論，針對數(shù)字圖像具有二維矩陣模型的特征，在圖像加密的矩陣變換方面進行了深入的研究。
　　首先，根據(jù)圖像加密具有隨機性這一特征，選擇了具有相同屬性的混沌序列參與加密算法的研究，并提出了一種對于混

2、沌序列的變換處理方法。該方法的核心內(nèi)容是將一維的且具有隨機特性的混沌序列應用到二維矩陣圖像具體像素位置變換中，該混沌序列的選擇主要應用了Logistic序列和Hybrid序列;其次，對于二維圖像矩陣某一具體位置的像素灰度值的變換也進行了研究，提出了兩種變換思想。一是采用一維比特流與像素灰度值的按位異或思想將原始圖像像素值改變，另外一種變換方式從整體出發(fā)，將整個二維數(shù)字圖像進行位平面分割并對位平面排列次序進行置亂，從而實現(xiàn)具體像素值的變換

3、;第三，針對耦合映像格子模型的時空特性，將二維圖像結(jié)合到該模型中從而實現(xiàn)二維矩陣更加混亂且安全性更突出的加密方法。
　　從矩陣變換的思想出發(fā)進行圖像加密算法的研究，一方面由于其形象的二維模型操作使理解更簡便從而操作正確率得到提升，加密方法簡單易行便于推廣，并且運算器的時間成本得到降低;另一方面由于對于密碼學中的混亂和替換思想運用充分，因此加密后的圖像安全性極高，抗攻擊性良好，極大的密鑰量給破譯工作帶來難度;另外，對于正常交換傳輸中

4、所遇到的無意攻擊和損失操作具有良好的復原功能，降低了原始圖像的損失且能夠保留圖像主要信息。
　　對于基于矩陣變換的加密效果，從加密本身的效果到來自各方面攻擊復原后的效果均作了大量的仿真模擬實驗工作，從實驗結(jié)果分析，算法所得加密圖像能夠完全將原始信息進行隱藏，并且當圖像受到常用攻擊后恢復圖像速度快，原始圖像載體的主要信息在復原圖像中仍可分辨，可以看出算法具有很強的安全性和抗攻擊能力。對于矩陣變換方面的圖像加密算法的深入研究擴充了現(xiàn)代