基于分區(qū)圖像置亂算法的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)普及率的日益上升，越來越多的信息在網(wǎng)上傳播，網(wǎng)絡(luò)已逐步成為了人類信息交流溝通的主要途徑。圖像信息作為多媒體的最主要的信息在網(wǎng)上越來越流行，圖片信息安全問題也隨之出現(xiàn)。因此圖片的所有者在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸圖片時(shí)，就必須對(duì)發(fā)送的圖片做可靠的加密技術(shù)進(jìn)行處理，防止被非法竊取或惡意涂改。因此圖片加密及隱藏技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，已廣泛應(yīng)用到政府、國防、金融以及安全隱私等諸多領(lǐng)域，并發(fā)揮著越來越重要的作用。
　　由于圖像

2、信息擁有數(shù)據(jù)量大，冗余度高，像素間相關(guān)性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以DES、AES等傳統(tǒng)加密算法不再適合于圖像加密。圖像加密算法必須適應(yīng)于圖像的特點(diǎn)，常用的算法是在圖像空間域、頻率域或者兩者同時(shí)進(jìn)行置亂。這類算法操作簡單不會(huì)引起數(shù)據(jù)膨脹，降低了圖像像素間的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)了圖像加密。竊取者如果不知何種置亂方法，基本上難以通過窮舉法恢復(fù)原圖像。
　　目前典型的圖像置亂算法有Arnold變換、幻方變換、仿射變換、面包師變換、Hilbert曲線、Gray

3、碼等，但這些典型的置亂算法存在諸多缺陷，如置亂算法內(nèi)在具有周期性，密鑰空間小，加密算法和密鑰沒有嚴(yán)格的分離，加密算法不能公開，這些都不滿足現(xiàn)代密碼學(xué)要求。
　　針對(duì)上述問題，本論文主要工作體現(xiàn)于以下三個(gè)方面：
　?、賹?duì)幾種典型的置亂算法進(jìn)行了重點(diǎn)研究，分析了其加密、解密思想，算法的優(yōu)點(diǎn)與不足；
　?、谔岢隽嘶诤暧^分區(qū)的圖像置亂算法，針對(duì)幾種典型的置亂算法不足之處加以改善，引入了混沌系統(tǒng)方程作為密鑰的生成算法，因此加密

4、算法本身便可和密鑰分離開來，加密算法也可以公開，遵循了Kerckhoff假設(shè)，滿足了現(xiàn)代密碼學(xué)要求；
　?、厶岢隽嘶谖⒂^分區(qū)的圖像置亂算法，實(shí)現(xiàn)了圖像的空間域與頻率域的同步置亂，加快了置亂速度。對(duì)相鄰像素的值變換采取循環(huán)迭代運(yùn)算，使得相鄰元素像素間依賴性更強(qiáng)，從而提高了明文敏感性，能有效抵御差分攻擊；
　?、転轵?yàn)證置亂效果和安全性能，結(jié)合圖像加密算法的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)幾種典型算法以及本論文提出的算法，從理論上進(jìn)行了分析，并從實(shí)