基于ZUC与DWT-SVD的交换加密水印算法

为了有效解决多媒体数据在传输、存储过程中的安全及版权保护问题,提出基于祖冲之序列密码算法(zuc)与离散小波变换—奇异值分解(DWT-SVD)的交换加密水印算法.该算法基于奇异值不变性,将水印嵌入到奇异值中,通过ZUC算法分别对奇异值矩阵集合、奇异矩阵集合置换加密.水印嵌入操作与加密操作的先后顺序不影响含水印密文的生成,且从含水印密文和解密后的明文中都能提取完整的水印.实验表明,水印的不可见性较好,算法有较高的安全性并具有—定的鲁棒性.     

基于图像加密和奇异值分解的数字水印算法

数字水印是将身份确认信息或保密信息镶嵌于图像中的一种技术,可靠的水印可为信息的安全提供可靠的保证。论文提出了一种加密算法和矩阵奇异值分解相结合的数字水印算法,对原图像和水印图像先做加密处理,再将加密图像进行奇异值分解,并把已加密的水印嵌入到加密原图像中。实验表明,该算法对传统的滤波、压缩、剪切和噪声攻击具有较好的鲁棒性。     

基于奇异值的鲁棒图像隐写算法

为提高数字图像隐写算法的鲁棒性和透明性,提出一种基于奇异值分解和矩阵编码的图像隐写算法。分析奇异值分解的稳定性,采用EMD （exploiting modification direction）矩阵编码方法,将秘密信息嵌入在将图像块进行奇异值分解所得的奇异值向量中。图像块奇异值的稳定性保证隐写算法的鲁棒性,采用EM D编码算法嵌入秘密信息比特使得算法具有较高的嵌入效率。实验结果表明,该算法嵌入秘密信息后图像失真小,与原始 EM D算法相比,该算法具有更好的鲁棒性。该算法能够很好的应用于噪声环境下的图像隐写技术。     

一种基于Slant变换和SVD的稳健性数字水印算法

针对奇异值分解(SVD)存在的虚警错误和水印隐蔽性与鲁棒性的矛盾问题,提出了一种基于Slant变换和SVD的稳健性数字水印算法。对二值水印图像进行Arnold置乱和Logistic映射双因子加密预处理,增强水印信息安全性;将原始载体图像分成8×8不重叠子块分别对其进行Slant变换和块奇异值分解;然后将水印图像SVD后的左奇异矩阵和奇异值矩阵相乘作为水印主成分嵌入到每个子块的最大奇异值中。仿真实验结果表明,该算法不仅有效解决了传统SVD水印算法的虚警问题,提升了运行速度和水印安全性,在具有较好隐蔽性的同时,对JPEG压缩、噪声、滤波、几何攻击等也有较好的稳健性。     

一种字符型数据加密算法研究

针对字符型数据的加密提出一种利用对偶编码函数实现对数据库中的字符型数据进行加密的方法,通过对数据库中字符型的关键信息进行对偶编码,在改进的关系中存储加密后数据和增加存储特征值字段,在查询中利用两阶段查询算法实现对加密数据的查询。实验结果表明,这种算法对字符型数据的加密存储具有良好的安全性,对加密数据的查询具有高效的性能,并且算法实现简单。     

基于云存储的混合加密算法研究

近些年来,云存储技术得到了高速发展,对云存储的安全也提出了更高的要求；针对目前云存储的数据安全问题,通过对传统加密算法的研究与分析,提出了一种适合云存储的线性AES-ECC混合加密算法；算法综合了AES适应于大块数据加密且加解密速度快而ECC加密强度高的特点,使用交叉加密的方式,极大地提高了云存储的安全性,并从多个角度对算法进行了安全性分析；最后在Hadoop平台上用不同算法对多种文件类型进行加密、解密实验,并对比其加密解密时间；实验结果表明,算法在云存储中相比传统加密算法有显著优势。     

矩阵三角分解在数字水印中的应用

将非奇异矩阵进行三角分解是一种将复杂矩阵变换为简单矩阵的方法,也是分析矩阵特性的方法。而数字图像也可以看作矩阵,根据图像的这一特点结合小波变换提出一种鲁棒性较好的水印算法。首先对图像进行离散小波分解,分解的尺度由水印信息量大小决定;然后计算分解后最高尺度的细节矩阵的方差,选择方差最大的一个进行预处理,若其是奇异矩阵,通过一个置换矩阵将其转换为非奇异矩阵,这里置换矩阵可以当作密钥;然后对其进行LU分解,得到两个具有良好分布特性的三角矩阵;最后将置乱后的水印信息嵌入到两个矩阵的非零像素值中。实验结果证明该算法简单易行,具有较好的鲁棒性和安全性。     

Schur分解的快速零水印算法

为解决奇异值分解水印算法中所产生高虚警、鲁棒性不强以及安全性不高的问题,提出一种基于矩阵Schur分解的双重加密快速鲁棒零水印算法。该算法先将原始图像低频块进行矩阵Schur分解得到稳定值;提取Schur分解的块上三角矩阵对角线元素中含有最大能量元素的绝对值,并将其构造过渡矩阵;将该矩阵的平均值与每一个元素值进行比较生成感知哈希二值序列,构造特征矩阵;再将经过混沌映射加密的特征矩阵与斐波那契(Fibonacci)变换加密后的水印信息进行逻辑运算得到零水印;最后在第三方版权认证中心(intellectual property rights,IPR)完成注册。实验表明,在随机载体图像中所提取的水印NC值均在0.5以下,有效地解决高虚警问题;与基于整数小波变换的鲁棒零水印相比,抵抗噪声攻击的性能提高了2.43%;与时域水印算法相比,抵抗JPEG压缩攻击的性能提高了4.88%。     

非对称加密算法在身份认证中的应用研究

随着计算机网络以及智能终端应用的不断普及,特别是网络金融以及二维码的快速普及,信息安全问题越来越突出。文中研究了对称加密算法数据加密标准DES,主要研究了公开密钥基础设施体系PKI,这是确保信息在传输过程中安全性的第三方平台,它主要负责颁发带有CA中心数字签名的证书以及管理RSA算法中需要的公钥和私钥;研究了几种非对称加密算法并分析了它们的性能;重点研究了CEE中基于有限域上的椭圆曲线离散对数算法和RSA非对称加密算法,提出了用私钥加密公钥解密方案来解决信息真伪鉴别即身份认证问题,编程实现了RSA的公钥生成以及信息的加密和解密,主要实现了RSA密钥生成器模块、加密模块和解密模块,设计了加解密图形界面,完成了文件路径加密和整个文件的加密。实验结果表明RSA算法的可行性和安全性是较高的。     

面向二维码的数字水印置入与提取方法

二维码在产品防伪、追溯等领域中广泛应用,数字水印不仅能有效保护其所属权,而且不影响其正常使用。水印在二维码中具有不可见性、鲁棒性。首先对二维码图像进行分块,并对每个分块进行离散余弦变换（Discrete Cosine Transform,DCT）;其次对每一分块再取中心块进行奇异值分解（Singular Value Decomposition,SVD）;最后将经Logistic和Arnold变换加密后的水印图像置入到奇异值分解后的特征值中,形成置入水印的二维码。二维码置入水印的逆过程实现了水印的提取。实验证实了二维码中水印能有效抵抗图像多种攻击,具有良好的鲁棒性、安全性和不可见性。     

Imperceptible digital watermarking scheme combining 4-level discrete wavelet transform with singular value decomposition

An imperceptible digital watermarking algorithm based on 4-level discrete wavelet transform, discrete cosine transform and singular value decomposition is designed. In this method, the 4-level diagonal sub-band image is obtained by performing the 4-level two-dimensional wavelet transform on the original image, and then a coefficient matrix is produced by applying the discrete cosine transform on the 4-level diagonal sub-band image. A diagonal matrix is constructed by performing the singular value decomposition on the coefficient matrix. The watermark is scrambled by Arnold transform and Logistic map, then the scrambled watermark is processed by the singular value decomposition. Later, the encryption process is completed by embedding the scrambled watermark singular value into the singular value of the coefficient matrix. Simulation results demonstrate that the proposed digital watermarking algorithm could resist JPEG compression attack, Salt and Pepper noise attack, Gaussian noise attack, filter attack, brightness change attack, geometric attack, cut attack, etc.

     

基于位平面理论和奇异值分解的鲁棒零水印算法

针对灰度图像空域算法中水印鲁棒性较差的问题,提出了一种快速、鲁棒性强的零水印算法,并将该算法用于以数字图像为载体的信息隐藏,以实现水印信息的提取和认证。首先利用位平面(BP)理论将图像解析为不同的位平面层次,构造无权值的位平面矩阵,结合各位平面非零值个数生成图像的特征矩阵;然后对特征矩阵分块操作,利用奇异值分解(SVD)生成块最大奇异值矩阵,并通过对生成矩阵二维混沌加密得到注册零水印信息。仿真实验表明,所提算法具有较强的鲁棒性,在同类算法中对抗椒盐噪声攻击的性能提高了6%,对抗常见混合攻击的性能提高了12%。     

基于对合矩阵的复合图像加密算法

随着互联网在经济社会和国家安全中扮演着越来越重要的角色,近年来,网络数据传输安全引起了学界的重视,其中数字图像信息的加密传输是研究的热点问题之一。传统的图像加密方法形式较为单一,存在一定的漏洞,容易被破解。针对该问题,研究了基于对合矩阵、矩阵分解和信息隐藏的复合加密算法。利用对合矩阵对原始图像进行加密,将加密图像分解成若干低像素值的图像后分别隐藏到公开的信息中。实例说明,此种方法的安全性能较高,效果良好。     

基于频域压缩和二维离散混沌的图像加密方案

针对数字图像加密安全与效率的矛盾性问题,提出了一个基于二维离散超混沌和频域压缩的数字图像加密方案。首先,通过对图像分块得到图像矩阵,并将其转换成频域矩阵。然后在密钥的驱动下,使用超混沌系统对频域矩阵进行加密,使其具有很高的安全性和随机性。接下来,采用哈达玛变换对加密后的频域矩阵进行变换,进一步增强加密的安全性。最后,采用压缩编码技术对加密后的矩阵进行压缩,达到减小传输数据量的目的。实验结果表明,提出的图像加密方案具有很高的加密强度和安全性,在保证加密效率和图像质量的前提下,减小了传输数据的大小,提高了传输效率。同时,该方案具有较强的鲁棒性,能够抵御各种攻击,具有良好的应用前景。     

基于分形编码和LIC混沌系统的图像压缩加密算法

随着数字图像在网络中的广泛应用,其在安全、传输、存储等方面的问题亟待解决。提出的算法为分形编码提供了新型安全方案,分形图像编码具有压缩比高和重构质量高的特点,而混沌的不可预测性和初值敏感性适用于图像加密,将分形编码和混沌加密有效结合可以充分发挥两者的优势。此外,通过耦合增强构造新的混沌系统,改善了种子映射复杂度低、混沌范围有限等问题,并设计了置乱扩散同时进行的加密结构来提高算法效率。实验表明,提出的算法的密钥空间大、密钥敏感性强、相邻像素相关系数和信息熵都接近理想值,能够抵抗多种常见攻击,且加密速度更快,能满足实际应用的需要。压缩性能方面,在满足重构视觉质量的同时达到了较其他方案更高的压缩比。     

gyrator变换域的高鲁棒多图像加密算法

目的 随着互联网通信和多媒体技术的快速发展,单幅图像加密技术难以满足日益增长的数据传输需求。为提高图像加密系统的传输效率,同时保证安全性和鲁棒性,本文构建一种基于gyrator变换和多分辨率奇异值分解（multi-resolution singular value decomposition,MRSVD）的多图像加密算法。方法 首先,将明文图像每两幅组合为复数矩阵,利用改进的logistic映射生成混沌相位掩模,对复数矩阵进行gyrator域的双随机相位编码。其次,将变换后矩阵的实部分量和虚部分量组合为实数矩阵并进行多分辨率奇异值分解。最后,使用正交系数矩阵对多分辨率奇异值分解的结果进行线性组合得到密文图像。结果 实验结果表明,使用本文算法得到的解密图像的峰值信噪比大于300 dB,解密图像质量相较于对比算法的解密图像质量更好;密钥发生微小改变前后密文相关系数（correlation coefficient,CC）远小于0.20,明文像素值发生微小变化时像素变化率（number of pixels change rate,NPCR）与归一化平均变化强度（unified average changing intensity,UACI）分别约为0.999 0和0.333 7;密钥空间大小为5.616 9×10⁶⁰,可以抵御蛮力攻击;当密文图像受到一定强度的高斯白噪声和剪切攻击时,本文算法能够较好地恢复明文图像。结论 所提出的多图像加密算法在高质量恢复明文图像的同时具有较高的安全性和较强的鲁棒性,可以应用于图像的内容保护与安全传输。     

基于扩展型二维CA的图像加密算法

根据数字图像的存储特点,提出一种基于扩展型二维元胞自动机的图像加密算法,将二维元胞自动机与图像加密技术结合,利用元胞自动机生成数值范围在0-255区间的二维伪随机数矩阵,截取与图像大小相等的伪随机数矩阵作为密码对图像像素进行加密,解密为加密的逆过程。实验结果表明,该算法能快速产生密码,加密形式简单,具有较好的抗攻击能力,适合对数据量大的数字图像进行加密。     

数字图像空域加密技术综述

数字图像包含了大量可视化的隐私信息,其在公共信道的安全传输和云环境下的可信存储难以得到充分的保障。数字图像加密技术作为一种重要的隐私保护手段被广泛应用于各个领域。数字图像空域加密指将图像看作二维矩阵,从灰度值和像素坐标两个方面对图像进行可逆变换。数字图像的空域加密结构包括置乱与扩散。置乱是指通过改变像素的坐标实现对像素位置信息的隐藏;扩散是指建立密文图像与明文图像之间的强关联,保证加密算法的错误传播无界特性。该文详细介绍了现阶段4类主流的数字图像空域加密方法,对比分析不同空域加密的优缺点,给出7种常用的数字图像加密技术安全性的评估方法,并指出未来可能的数字图像加密技术的研究方向,提供数字图像加密技术的整体概述。     

新的基于双混沌系统和压缩感知的图像加密算法

Image encryption technology plays an important role in today’s multimedia applications and Internet information security transmission. However, most image encryption algorithms still have problems, for example, cipher images occupied high bandwidth during transmission, image encryption speed is slow, image encryption algorithms are not associated with plain image, and there is no complete ciphertext feedback mechanism. These prob-lems all affect the security and easy use of image encryption algorithms. In order to solve the above problems, the compressive sensing technology and chaotic system were studied, and a new image encryption algorithm based on double chaotic system and compressive sensing with plaintext association was proposed. The plaintext image association key was used to associate the plain image hash value with the Logistic chaotic system parameters. Discrete wavelet transform, was used to sparse the plain image. Then the random measurement matrix was generated by the Logistic chaos system, and the image was encrypted once by combining the compressive sensing technique and the random measurement matrix to obtain the intermediate image. The intermediate image was hashed again, and the Rucklidge chaos system initial value was associated with the plain image hash value together. The Rucklidge chaotic system and encryption algorithm were used to control the intermediate image for secondary encryption and accord-ingly obtain the cipher image. The encryption algorithm was a new plaintext correlation encryption algorithm, which used the image’s own pixel value to control the scrambling of the intermediate image. It also enhanced the plaintext association and established a ciphertext feedback mechanism. Simulation results and performance analysis show that the algorithm has good encryption performance. The encrypted image can be compressed according to the compres-sion ratio, effectively reducing the size of the cipher image. Moreover, it is resistant to common attacks such as known plaintext attack, selective plaintext attack and differential attack, which is better than other common image encryption algorithms. © 2022, Beijing Xintong Media Co., Ltd.. All rights reserved.     

奇异值分解视频水印嵌入与检测及安全性测试

文章针对目前现有的基于小波变换和奇异值分解相结合的数字水印算法存在的缺陷,提出了一种新的视频水印算法:以二值图像为水印的混合整数小波变换和奇异值分解的视频水印盲提取算法,重点论述了奇异值分解的视频水印嵌入与检测以及安全性的测试.实验表明,提出的新算法具有较好的高透明性和鲁棒性.