数字图像置乱加密解密技术的研究与实现

研究了多媒体图像加密解密的相关技术,对相关的加密算法进行了研讨和实现,主要对三种图像置乱算法利用MATLAB软件进行了编程实现。首先对像素置乱、行列置乱、色彩饱和度置乱三种算法进行实现,分析不同算法的加密效果。然后用三种加密方法对选取的同一图片进行了加密解密实现,比较加密效果,分析三种算法各自的优缺点。     

基于LSB的数字图像分存隐藏算法

提出一种数字图像分存方法,首先将秘密信息转为一维序列,利用混沌和密码学原理,实现位置和像素值的双置乱:然后把置乱后的序列分成几段,分别嵌入大小适合的载体图像中,实现了秘密信息的分存.隐藏算法能在确保最多只修改一位的前提下,在同一个字节中嵌入两位秘密信息,增大了嵌入量;置乱和分存方案使秘密信息变的更分散,增强了隐蔽性,减小了攻击者的怀疑.整个算法实现简单,运算量小,数据膨胀率低,安全性高,并可实现无损还原,实验也验证了算法的有效性.     

基于Arnold变换的图像分存加密方法

为提高图像分存加密的安全性,提出一种将置乱加密、分存技术和像素扩散相结合的分存加密方法。首先,利用一维Logistic混沌映射产生Arnold变换的参数;其次,利用变参数的二维Arnold变换对图像进行像素位置置乱;最后,利用变参数的三维Arnold变换对置乱后图像进行像素值扩散并分存为两幅图像。实验结果表明,该方法的外部密钥敏感度较强,具有良好的雪崩效应,能够有效地抵抗明文和差分等攻击,且解密密钥与明文图像紧密相关。     

基于矩阵分解的数字图像分存技术

数字图像分存技术主要研究如何把一幅秘密的数字图像分解成几幅无意义或者杂乱无章的图像或者伪装到几幅有意义的图像中进行存储或传输,以便增加图像信息的安全性能。该文以图像信息安全问题为背景,介绍了数学中矩阵分解的若干种形式,以及其在数字图像分存中的应用,并给出了相应的算法和应用例子。按照该文所给算法来分存,数据膨胀率分别为8和4,并且可以无误差地恢复出原图像。     

基于混沌序列的图像分块加密方法

为了提高图像的加密效果和加密效率,给出一种新的图像置乱加密算法。首先把一幅大的图像分解为适当大小的子块图像,给定适当的初始值和参数,以此作为密码生成混沌序列,再生成该混沌序列的主遍历矩阵,并以此矩阵对块进行置乱;然后再选择另一对初始值和参数生成混沌序列,并以该混沌序列的主遍历矩阵对每图像子块进行置乱加密。该算法的加密效果和加密速度明显优于Arnold、幻方等变换,该算法是一个有效的、实用的图像加密算法。     

基于混沌序列的图像分块加密方法

为了提高图像的加密效果和加密效率,给出一种新的图像置乱加密算法。首先把一幅大的图像分解为适当大小的子块图像,给定适当的初始值和参数,以此作为密码生成混沌序列,再生成该混沌序列的主遍历矩阵,并以此矩阵对块进行置乱;然后再选择另一对初始值和参数生成混沌序列,并以该混沌序列的主遍历矩阵对每图像子块进行置乱加密。该算法的加密效果和加密速度明显优于Arnold、幻方等变换,该算法是一个有效的、实用的图像加密算法。     

基于多组混沌序列的彩色数字图像置乱算法

传统的数字图像置乱算法需要多次迭代,加密强度不高,密钥空间小,抗攻击能力弱。针对上述问题,基于多组混沌序列和矩阵拉直算子,提出一种新的图像置乱算法。通过对彩色数字图像的RGB矩阵进行拉直和置乱,隐藏原始图像所含信息。理论分析和实验结果表明,该算法具有较大的密钥空间,对密钥敏感,能改变图像的灰度特征,且置乱后的图像纹理细、颗粒均匀。     

基于Logistic混沌系统的图像加密算法研究

给出了一种基于Logistic混沌系统的快速数字图像加密算法.首先通过给定的密钥序列生成混沌系统的初值,由此初值生成混沌矩阵;然后利用此混沌矩阵与原图像进行按位异或运算得到中间过渡图像;最后再对中间过渡图像作混沌置乱运算和混沌块置乱操作.该算法的优点是不论融合还是置乱均是利用混沌序列进行操作.实验数据表明,该算法简单易行,加密与恢复效果良好,具有较好的安全性.     

基于AES的数字图像置乱方法

以图像信息安全问题为背景，介绍了高级加密标准（AES）：Rijndael算法，并在此对称分组密码算法的基础上，提出了密钥控制下采用AES算法进行图像置乱与恢复的方法。该方法既安全又简便。实验结果显示了图像置乱的效果，通过直方图的比较对此进行一定的分析，结果表明，这种方法能达到较好的加密与解密效果，而且易于实现。     

基于图像特征的数字图像置乱程度衡量方法

数字图像置乱程度是评价数字图像置乱算法的重要方面,对数字水印算法的研究也起到重要的指导作用,提出了一种新的图像置乱效果客观评价方法.该方法首先得到整幅置乱图像的特征向量,将置乱图像进行最优分块,得到每个图像块的特征向量,应用灰色关联分析对图像置乱程度进行度量.该方法不仅反映了整幅置乱图像的全局特征,还反映了图像的局部特征.实验结果表明,该算法与视觉上的主观评价结果基本一致,且适用于各种类型的加密图像.     

基于迭代混合的数字图像隐藏技术

提出了数字图像的单幅迭代混合和多幅迭代混合思想．利用图像的迭代混合可以将一幅图像隐藏于另一幅图像之中，多幅迭代混合可将一幅图像通过一组图像隐藏起来，迭代混合参数还可以作为隐藏图像的密钥，极大地提高了系统的安全性和隐藏图像的健壮性，图像迭代混合思想还可以应用到数字水印的研究与应用中．实验分析显示，该方法简单易行，并且算法具有一定程度的鲁棒性．     

基于新余弦混沌映射的视觉安全图像加密算法

考虑到目前图像加密算法缺少了对加密后图像的视觉安全的保护,将新余弦混沌映射和贝叶斯压缩感知进行结合提出一种视觉有意义的图像加密算法是非常有价值的.首先,基于余弦函数提出了一个新的一维混沌映射用于构建受控测量矩阵,除此之外,所提出的新余弦混沌映射能够更好地扰乱图像的强相关性.其次,通过二维Arnold置乱算法对明文图像的小波包系数矩阵进行置乱.然后,借助混沌测量矩阵和双向加模扩散策略对置乱后的秘密图像进行压缩和加密.最后,通过最低有效位嵌入算法将秘密图像嵌入到经过生命游戏混合置乱后的载体图像中以得到一幅具有视觉意义的密文图像.仿真结果和安全性分析表明在保证视觉安全性和解密质量的前提下所提加密算法具备可行性和高效性.     

一种基于置乱和融合的图像DCT域信息隐藏算法

提出了一种基于置乱和融合的DCT域图像信息隐藏算法,采取先置乱秘密图像然后在DCT域融合载体图像跟秘密图像的系数矩阵,从而提高隐密图像的不可感知性,也提高了嵌入的信息量。     

基于Shamir门限秘密分享的图像可视加密算法

采用Shamir门限秘密分享方案,提出一种带有认证功能的图像可视加密算法。该算法主要思想是,先将二值秘密图像分块得到数据,然后使用Shamir的门限秘密共享方案得到子秘密数据,同时用SM2签名算法对秘密图像进行签名,并将分享数据和签名信息嵌入载体图像。还原时需要指定张数的子秘密图像进行信息的提取、还原与认证。仿真实验结果表明,该秘密图像分享方案提高了秘密图像存储与传输的安全性。     

基于分层Arnold变换的置乱算法

针对数字图像信息隐藏存在的安全问题,提出一种基于按位分层Arnold变换的置乱算法。算法将秘密图像按位平面分层,同时考虑图像的位置迁移和像素的灰度变换,对每个位平面进行不同次数的Arnold变换,经像素交叉换位,相邻像素间按位异或得出置乱图像。实验结果表明,秘密图像分层置乱后直方图分布更加均匀,与白噪声相似度在0.962左右,置乱图像可近无损地还原和提取,提高了信息隐藏的鲁棒性。与其他置乱算法相比,置乱图像具有更高的置乱度、更强的抵御攻击能力,提高了空域信息隐藏的安全性。     

视图的秘密分享及其代数编码方法

视图的秘密分享是图像信息安全领域独具吸引力的研究问题。寻求秘密视图完全的(Perfect)和理想的(Ideal)门限秘密分享方案(也称图像门限分享的完备方案),则是其中富有挑战性的未决课题。文中引入灰度值域GF(2m)上像素矩阵秘密分享的新观点和相应的代数几何编码方法,实现了数字图像(t,n)门限秘密分享的一种完备方案。该方案能够将一幅或多幅秘密图像编码为n幅各具随机视觉内容,同时又共具(t,n)门限结构的影子图像(或称份额图像)。证明了这种秘密分享方案的(t,n)门限结构不仅是完全的而且也是理想的,并给出了提高像素灰度值域GF(2m)上图像秘密分享算法效率的“m位像素值的分拆与并行”方法。分析表明,该图像秘密分享方法可以应用于高安全等级的秘密图像的网络多路径传输、保密图像信息的分散式存储控制、高维图形码(Bar-code in k dimension)和弹出码(Popcode)等新一代信息载体技术的识读控制等各方面。