现代图像加密技术发展概况
图像加密技术综述
图像加密技术综述【摘要】随着我国inter网技术的发展，人们逐渐对网络产生了极大的依赖感，但是与此同时，人们对于网络安全的关注也日渐加强，本文主要阐述有关的网络加密技术，来为读者提供一个良好的借鉴平台。
【关键词】网络安全，图像加密技术前言现在全球正在步入一个网络信息时代，掌握信息能够有效地在各个领域占据先机，所以网络的出现为信息的传播提供了一个快捷迅速的渠道。
网络安全问题逐渐成为了人们首先关注的话题，下面我们来讨论有关图像加密技术。
研究背景1.随着Internet技术与多媒体技术的飞速发展，数字化信息可以以不同的形式在网络上方便、快捷地传输。
多媒体通信逐渐成为人们之间信息交流的重要手段。
人们通过网络交流各种信息，进行网上贸易等。
因此，信息的安全与保密显得越来越重要。
信息的安全与保密不仅与国家的政治、军事和外交等有重大的关系，而且与国家的经济、商务活动以及个人都有极大的关系。
随着信息化社会的到来，数字信息与网络已成为人们生活中的重要组成部分，他们给我们带来方便的同时，也给我们带来了隐患：敏感信息可能轻易地被窃取、篡改、非法复制和传播等。
因此信息安全已成为人们关心的焦点，也是当今的研究热点和难点。
多媒体数据，尤其是图像，比传统的文字蕴涵更大的信息量，因而成为人类社会在信息利用方面的重要手段。
因此针对多媒体信息安全保护技术的研究也显得尤为重要，多媒体信息安全是集数学、密码学、信息论、概率论、计算复杂度理论和计算机网络以及其它计算机应用技术于一体的多学科交叉的研究课题。
2.研究方法多媒体信息安全技术的研究主要有两种方法：多媒体信息加密和多媒体信息隐藏技术。
多媒体信息加密技术：我们可以把多媒体数据作为文本数据流一样看待，使用传统的加密算法进行加密。
传统的加密方法如DES、3-DES或RSA等也能满足多媒体应用中的要求。
然而，新型的多媒体应用就需要新的数据加密技术。
近年来，在这方面的研究取得了一些成果，主要针对视频数据和图像数据。
DVR加密技术的发展趋势
图像加密技术与DVR是同时出现的，它被认为是记录的一部分，而并非扩展或选项功能。
由于保护图像的真实性拥有最高的优先权，所以无论价格高低，所有的DVR都有某种修改保护措施（alteration-protection）。
虽然许多制造商都已开发出自己的加密技术，但如果行业标准一旦建立，那么一切都将改变。
选择众多目前的加密技术主要分为权限压缩（proprietary）或水印技术（watermarking）两种，这两者看起来在应用市场中占有同等的份额，其安全级别也不相上下。
也就是说，市场上存在着许多种不同类型的压缩和水印技术。
“所有人都认识到需要避免视频被篡改，并都采取了自己的方式”。
不同的公司选择了不同的技术方式。
这些选择取决于制造商的工作人员以及他们的开发思路。
建立标准最头疼的事情是不同的技术有太多的可能性，其中压缩技术尤其如此，这也使得标准难以建立。
首先，没有实实在在的加密等级，这意味着，“某种技术比其它技术更好”的这种说法是不恰当的。
同时加密技术的种类多种多样，市场上也会有许许多多不同的解决方案和想法出现；而标准的建立则还需要很长的时间。
权限压缩（Proprietary Compression）这种方式下压缩的文件无法用其它的程序打开，也无法篡改图像。
虽然MPEG和JPEG 是行业标准，但这些压缩文件可以被微软的Media Player或Real Player播放器播放。
不过，由于权限压缩使用inhouse技术，所以其它公司无法打开这些文件。
如果这种技术能够使其它人无法打开文件，那为什么大家不都用它呢？有关人士解释到：这种技术的缺陷在于必须为客户提供浏览器，以回放文件，因为没有其它软件可以用来打开它。
“虽然这并不增加成本，但实在是不方便。
特别是，法律强制机构更喜欢使用Windows的Media Player或类似的东西。
” 有些公司，如iFocus，正在采用权限压缩技术，因为他们倾向于使用自己开发出来的技术－－他们使用的是从MPEG或JPEG修改而来的压缩技术。
光学图像加密处理毕业论文设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)摘要近年来随着计算机技术的飞速发展，网络信息有了广泛得应用，而信息的安全性也越来越受到人们的关注。
由于光学信息处理系统的处理速度较高，并且能快速实现相关运算等而深受研究学者的青睐。
基于光学系统的图像加密技术在国防安全中具有重要的应用价值。
本文总结了光学加密技术的研究历史和发展现状，介绍传统傅里叶变换的性质以及光学实现方法，并通过Matlab仿真进一步了解傅里叶变换对。
同时也针对分数傅里叶的原理和性质，例如可加性、周期性、连续性等进行了描述。
并对其光学实现方法进行了介绍。
通过分析、讨论分数傅里叶加密、随机相位编码加密，最终在总结相关原理基础之上并进一步提出了基于分数傅里叶变换的双图像加密算法，设计出了相应的光学系统加密装置，并基于实验室的设施状况设计出四个实验主要包括：二维线性系统傅里叶分析、基于傅里叶变换的光学相关器、傅里叶光学在光学图像加密的应用以及光学相关器信息提取实验，通过这些实验对双图像加密理论的可行性进行验证并对其结果加以分析。
最终得出双图像加密具有较高的安全性，尤其是编码到相位部位的图像的安全性更高。
关键词：光学图像加密分数傅里叶变换双图像加密AbstractIn recent years ,as the rapid development of computer network and communication technology ,the net-information is more widely used .But the information security . Because of the processing system, and it can also quickly achieve correlated operation .All these characteristics are favored by research scholars. Optical system based image encryption technique defense security .The of the development of optical encryption technology research is summarized in this paper ,then the traditional Fourier transform method ,characters and its optical realization are also introduced. Besides, the traditional Fourier transform pair are proved by Matlab simulation. The fractional Fourier theory and characters ,such as its additivity, periodicity and continuity are discussed ,then its optical realization is described. Finally a double image encryption algorithm based on fractional Fourier transform is proposed by the mean of analyzing and discussing the fractional Fourier encryption, the random phase encoding encryption,then summarizing their relevant principles. The corresponding optical system encryption devices is also designed. In the end of the paper , four experiments designed based on the aboratory facility condition, they include : the analysis of two-dimensional linear systems Fourier , the optical correlator based on Fourier transform, optical image encryption in Fourier Optics and the extraction of an optical correlator information experiments . The feasibility of the theory of double image encryption is proved by the experiments above, besides the result of double image encryption is also analyzed .Finally the conclusion that the double image encryption fractional Fourier transform double image encryption目录第1章绪论 (1)1.1图像加密技术发展现状 (1)1.2本课题研究意义与目的 (2)1.3论文的主要工作 (2)第2章光学图像加密理论基础 (4)2.1传统光学傅里叶变换 (4)2.1.1一维傅里叶变换 (4)2.1.2 二维傅里叶变换 (4)2.1.3傅里叶变换性质 (4)2.1.4 傅里叶变换的光学实现 (6)2.2 分数傅里叶变换 (7)2.2.1 Namias型分数傅里叶变换 (7)2.2.2 shih型分数傅里叶变换 (8)2.2.3 分数傅里叶变换的性质 (8)2.2.4 分数傅里叶变换的光学实现 (9)2.3联合变换相关识别 (10)2.4 本章小结 (11)第3章基于分数傅里叶变换的图像加密 (13)3.1双随机相位编码技术 (13)3.2 分数傅里叶加密算法 ............................... 错误！未定义书签。
主流图像加密技术及其新进展
主流图像加密技术及其新进展作者：李琼等来源：《价值工程》2013年第04期摘要：随着网络技术的发展，通信隐私和信息安全技术越来越受重视。
本文综述了多种图像加密技术的原理、特点和进展，指出了数字图像加密技术的发展方向。
Abstract： With the development of network technology， communications privacy and information security technology is more and more popular. This article reviews the variety of image encryption technology principle， characteristics and development， pointed out the development direction of digital image encryption technology.关键词：图像加密；混沌加密；空域复合Key words： image encryption；chaotic encryption；compound中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）04-0211-020 引言近些年来，国内外关于互联网技术的研究已达到了一个备受瞩目的高度，人们利用互联网技术可以实现更多的数据传输，但其终究属一开放式的交流平台，对网络信息的保护还存在某些缺陷，正因如此，才有越来越多的专家学者纷纷致力于信息传递安全性能的研究和探讨。
业内人士希望通过技术研究，突破“机密数据信息设置授权访问功能，保证数据信息安全传输”的难题。
为了使与数据信息配套的加密方案更贴近图像的特点，研究人员基于图像的特点及其应用范围提出了多种加密技术。
1 主流图像加密技术就当前技术研究的高度来看，图像加密技术大致包括：基于混沌的图像加密技术、基于秘密共享的图像加密技术、基于矩阵变换的图像加密技术、基于密钥图像的图像加密技术，以及基于现代密码的图像加密技术。
图像加密技术综述
图像加密技术综述随着数字图像技术的快速发展，图像数据的应用越来越广泛，但同时也带来了越来越多的安全问题。
为了保护图像数据的安全性，图像加密技术应运而生。
本文将概述图像加密技术的历史、定义、分类，并深入探讨图像加密技术的研究意义、具体实现方法以及未来发展趋势。
一、图像加密技术概述图像加密技术是一种通过特定的加密算法将图像数据转换为不可读或不可用的形式，以保护图像数据的安全性和机密性的技术。
根据加密原理的不同，图像加密技术可以分为可逆加密和不可逆加密两类。
其中，可逆加密是指通过加密算法将图像数据转换为可逆的加密图像，解密时可以通过相应的解密算法将加密图像恢复成原始图像；不可逆加密是指通过加密算法将图像数据转换为不可逆的形式，解密时无法恢复原始图像。
二、图像加密技术详解1.密码技术密码技术是图像加密技术的核心，包括密码的建立和破解方法两个方面。
其中，密码的建立是指通过特定的算法和密钥生成加密图像的过程；破解方法则是指通过一定的技术手段和工具尝试破解加密图像的过程。
在密码技术中，密钥的管理和安全分发是关键问题，需要采取有效的措施来确保密钥的安全性和机密性。
2.图像处理技术图像处理技术是实现图像加密的必要手段，包括图像的预处理、加密处理、解密处理等。
在预处理阶段，需要对输入的原始图像进行一些必要的处理，如调整图像大小、改变图像格式等，以便于进行后续的加密处理；加密处理则是将预处理后的图像通过特定的加密算法转换为加密图像；解密处理则是将加密图像通过相应的解密算法恢复成原始图像。
3.安全威胁分析在图像加密技术中，安全威胁是不可避免的。
这些威胁可能来自于恶意攻击者、病毒、黑客等。
为了应对这些威胁，需要深入分析可能存在的安全漏洞和攻击手段，并采取有效的措施来提高加密算法的安全性和鲁棒性。
例如，可以采用一些复杂度较高的加密算法来增加破解难度；或者采用多层次加密的方法来增加破解成本和时间。
4.未来发展方向随着技术的不断发展和进步，图像加密技术也在不断发展和演变。
现代图像加密技术发展概况概要共67页
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力思而不学则殆。——孔子
电子档案中数字图像加密技术探究
电子档案中数字图像加密技术探究摘要电子档案中的数字图像技术所占的比重是非常大的。
一些涉密档案必须要严密存储，那么加密就是最主要的方式。
本文通过对数字图像特点的分析，说明了对数字图像加密的方法。
关键词电子档案；加密；数字图像中图分类号tp309 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）48-0183-02随着电子技术的不断发展，档案的信息化建设得到快速的推进。
电子档案的保存量是非常大的。
而且由扫描仪或者数码相机扫描得到的电子数字图像档案也在不断增加。
出于保密的需要，在对电子档案进行存储之前进行加密是很重要的。
对数字图像档案的加密和解密技术的研究对档案信息化有很重要的意义。
1 数字图像加密技术的背景知识一幅二维平面图像可用一个二元函数i=f（x,y）来表示，（x,y）表示二维空间坐标系中一个坐标点的位置，则f（x,y）代表图像在这一点的灰度值，与图像在这一点的亮度相对应。
并且图像的亮度值是有限的，因而函数i=f（x,y）也是有界的。
在图像数字化之后，i=f（x,y）则相应于一个矩阵，矩阵元素所在的行与列就是图像显示在计算机屏幕上诸像素点的坐标，元素的数值就是该像素的灰度（通常有256等级，用整数0~255表示）。
2 数字图像加密技术的特点1）数字图像由于数据量比较大，用现有的加密技术需要的时间比较长，而且对计算机的内存量要求比较大；2）数字图像所需的频带比较宽，要求对频带压缩技术比较高；3）由于数字图像里各个像素的关联性比较大，因此信息的冗余度也很大；4）数字图像会有一定程度的失真度。
3 数字图像加密的技术分类3.1 密码体制的加密技术现代密码技术对一维数字的信号安全保密工作提供了很好的基础，因为数字图像最后都要转化成一维二进制的数据进行传输，所以密码体制的加密技术可以应用在图像文件的加密上。
现代密码体制大致上可以分为两大类：第一类是私钥的密码体制，例如aes、des。
第二类是公钥的密码体制，例如e1gamm、rsa。
图像加密技术
基于密码学的图像加密技术综述摘要：Internet技术的发展，人们对通信隐私和信息安全技术越来越重视．综述了图像加密技术的进展状况，对其中的若干图像加密技术，如图像像素置乱技术、基于秘密分割和秘密共享的图像加密技术、基于现代密码学体制的图像加密技术以及基于混沌动力学体制的图像加密技术的原理、特点可算法实现都做了阐述，并对这些图像加密技术做了分析与比较，指出了它们各自的优缺点和应用局限性．并讨论了今后的发展方向．英文摘要：Development of Internet technology, people communicate privacy and information security technology more and more attention. Overview of the progress of image encryption technology, on which the number of image encryption technology, such as image pixel scrambling technology, based on a secret shared secret image segmentation and encryption technology, cryptography system based on modern technology and image encryption system based on chaotic dynamics the principle of image encryption technology, the characteristics can be described algorithm have done, and Liu made these images encryption technology analysis and comparison, pointing out their advantages and disadvantages and application limitations. And discussed the future direction of development.关键词：图像加密，像素置乱，秘密分享，密码学，混沌加密英文关键词：Image encryption, scrambling pixels, secret sharing, cryptography, chaotic encryption引言随着1nlernet技术的飞速发展．为信息的网络传播开辟了道路，很多信息都可以迅速方便地在网发布和传输，但这同时也带来了信息安全的隐患题．具统计，全世界几乎每20秒钟就有一起黑客入侵事件发生．现在，信息安全技术不但关系到个人通信的隐私问题，关系到一个企业的商业机密和企业的生存问题(仅美国每年由于信息安全问题所造成的经济损失就超过1000亿美元)，而且也关系到-个国家的安全问题．因此，信息安全技术正越来越受到全社会的普遍关注．由于图像信息形象、生动，因而被人类广为利用，成为人类表达信息的重要手段之一．现在，图像数据的拥有者可以在Internet上发布和拍卖他所拥有的图像数据，这种方式不但方便快捷，不受地域限制。
图像加密技术研究背景意义及现状
图像加密技术研究背景意义及现状图像加密技术研究背景意义及现状 1 研究背景及意义2 图像加密技术综述2.1密码学的基本概念2.2图像加密的特点2.3图像加密研究现状互联网的迅速普及已经成为信息时代的重要标志，任何人在任何时间、任何地点都可以通过网络发布任何信息。
据此可以看出，互联网在一个层面上体现了法国启蒙运动百科全书型的梦想:把全世界的所有知识汇集在一起，形成一本反映全人类所有文明的百科全书。
然而，在面对大量信息共享和方便的同时，也面临着大量数据被泄漏、篡改和假冒的事实。
目前，如何保证信息的安全已成为研究的关键问题。
信息安全技术经过多年的发展，已经从密码技术发展到了隐藏技术，但是在信息隐藏技术的应用过程中，人们发现单纯地用各种信息隐藏算法对秘密信息进行隐藏保密，攻击者很有可能较容易地提取出秘密信息。
因此，在信息隐藏之前，先对秘密信息按照一定的运算规则进行加密处理，使其失去本身原有的面目，然后再将其隐藏到载体信息里面，这样所要传输的信息更加安全。
即使攻击者将秘密信息从载体中提取了出来，也无法分辨出经过加密后的秘密信息到底隐藏着什么内容，于是使得攻击者认为提取的算法错误或该载体中没有任何其它信息，从而保护了信息。
所以，对信息进行加密是很有必要的，这也是将来信息隐藏技术研究的一个重要方向。
1 研究背景及意义研究图像加密领域，是将图像有效地进行加密和隐藏，而最关键的是能否将图像在几乎无任何细节损失或扭曲的情况下还原出来。
一般的应用中，图像数据是允许有一定失真的，这种图像失真只要控制在人的视觉不能觉察到时是完全可以接受的。
经典密码学对于一维数据流提供了很好的加解密算法，由于将明文数据加密成密文数据，使得在网络传输中非法拦截者无法从中获得信息，从而达到保密的目的，诸如，DES，RSA，等著名现代密码体制得到了广泛地应用。
尽管我们可以将图像数据看成一维数据流，使用传统的加密算法进行加密，但是这些算法往往忽视了数字图像的一些特殊性质如二维的自相似性、大数据量等，而且传统加密算法很难满足网络传输中的实时性要求，因此数字图像的加密技术是一个值得深入研究的课题。
数字图像加密技术及其安全性研究
数字图像加密技术及其安全性研究[摘要]数字图像信息安全是伴随着多媒体技术和计算机网络的发展而出现的新问题。
本文通过介绍数字图像加密技术的现状及发展,结合在中国的应用,进行了数字图像加密中的一些信息安全的研究。
[关键词]数字图像;加密;安全性1 数字图像加密技术的现状及发展数字图像加密技术源于早期的经典密码学理论。
密码学是研究将可懂文本(明文)变成不可懂形式(密文)以及通过可逆变换将不可懂形式变成可懂文本的方法和过程的学科。
密码学是一门综合性的尖端技术科学,是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的,并随着先进科学技术的应用,与数学、语言学、声学、信息论、电子学、计算机科学等有着紧密的联系。
对文字或数码进行加、解密思想为数字图像加密技术提供了最直接的理论依据。
然而,经典密码学着眼于限制资料的存取,常常考虑的是二进制流,忽略了数字图像的视觉效果。
它的数字图像数据量大、要求加密实时性高,经典密码学加密方法都不太适合。
计算机图形学关注于图形图像的数字生成,却忽略了图像的安全性。
所以数字图像的加密技术已经引起了研究学者的广泛关注。
因数字图像应用的广泛,国内外掀起了对加密技术研究的热潮。
许多研究机构、大学和公司已纷纷展开了研究,在有关信息安全和密码学的国际会议或刊物上也经常见到相关的论文和报告。
已有的数字图像加密算法大多采用现代密码体制直接对数字图像文件进行加密,有现代密码体制的安全性作保证,加密效果和保密性比较令人满意。
因为密码学设计中十分强调引入非线性变换,所以,混沌等非线性科学的深入研究将极大地促进密码学的发展,但二者的很好结合还有很长的一段路要走。
基于生物特征的识别理论与技术也已有所发展。
我们可以坚信这些加密技术的深入研究必将对数字图像加密技术产生深远的影响。
2 数字图像加密技术在我国的一些应用数字图像处理技术得到了广泛的研究和应用,同时网络的日益普及和发展也使数字图像加密技术空前扩大了应用领域。
日常生活中可以进行数字图像邮件的保密传输,数字建筑图纸的安全传输,办公自动化系统图像的传输等。
图像加密技术研究背景意义及现状
图像加密技术研究背景意义及现状1 研究背景及意义2 图像加密技术综述2.1密码学的基本概念2.2图像加密的特点2.3图像加密研究现状互联网的迅速普及已经成为信息时代的重要标志，任何人在任何时间、任何地点都可以通过网络发布任何信息。
据此可以看出，互联网在一个层面上体现了法国启蒙运动百科全书型的梦想：把全世界的所有知识汇集在一起，形成一本反映全人类所有文明的百科全书。
然而，在面对大量信息共享和方便的同时，也面临着大量数据被泄漏、篡改和假冒的事实。
目前，如何保证信息的安全已成为研究的关键问题。
信息安全技术经过多年的发展，已经从密码技术发展到了隐藏技术，但是在信息隐藏技术的应用过程中，人们发现单纯地用各种信息隐藏算法对秘密信息进行隐藏保密，攻击者很有可能较容易地提取出秘密信息。
因此，在信息隐藏之前，先对秘密信息按照一定的运算规则进行加密处理，使其失去本身原有的面目，然后再将其隐藏到载体信息里面，这样所要传输的信息更加安全。
即使攻击者将秘密信息从载体中提取了出来，也无法分辨出经过加密后的秘密信息到底隐藏着什么内容，于是使得攻击者认为提取的算法错误或该载体中没有任何其它信息，从而保护了信息。
所以，对信息进行加密是很有必要的，这也是将来信息隐藏技术研究的一个重要方向。
1 研究背景及意义研究图像加密领域，是将图像有效地进行加密和隐藏，而最关键的是能否将图像在几乎无任何细节损失或扭曲的情况下还原出来。
一般的应用中，图像数据是允许有一定失真的，这种图像失真只要控制在人的视觉不能觉察到时是完全可以接受的。
经典密码学对于一维数据流提供了很好的加解密算法，由于将明文数据加密成密文数据，使得在网络传输中非法拦截者无法从中获得信息，从而达到保密的目的，诸如，DES，RSA，等著名现代密码体制得到了广泛地应用。
尽管我们可以将图像数据看成一维数据流，使用传统的加密算法进行加密，但是这些算法往往忽视了数字图像的一些特殊性质如二维的自相似性、大数据量等，而且传统加密算法很难满足网络传输中的实时性要求，因此数字图像的加密技术是一个值得深入研究的课题。
图像加密与安全传输
提高图像加密技术安全性的技巧
• 使用随机化和伪随机化技术，提高密 钥生成和加密过程的随机性 • 利用图像预处理技术，降低图像加密 对图像质量的影响 • 结合数字水印技术，提高图像加密的 鲁棒性和安全性
图像加密技术的优化方向与发展 趋势
图像加密技术的优化方向
• 提高加密算法的安全性，降低破解风险 • 提高加密算法的效率，满足实时性要求 • 提高加密算法的实用性，适应多种应用 场景
03
图像加密技术的安全性评估与优化
图像加密技术的安全性评估方法
常见的图像加密技术安全性评估方法
• 敏感性分析：通过分析加密算法对明文数据的敏感性，评估加密算法的抵抗攻击能力 • 抵抗攻击能力测试：通过模拟各种攻击手段，评估加密算法的实际安全性能 • 安全漏洞分析：通过分析加密算法的实现细节，发现潜在的安全漏洞和风险
• 对称加密算法是指加密和解密过程使用相同密钥的加密方法，如AES、DES和3DES等
非对称加密算法在图像加密中的应用
非对称加密算法概述
• 非对称加密算法是指加密和解密过程使用不同密钥的加密方法，如RSA、ECC和ElGamal 等
非对称加密算法在图像加密中的应用
• 非对称加密算法通常用于加密图像的密钥数据，如加密密钥、数字签名等 • 通过公钥加密和私钥解密的方式，可以实现对图像数据的安全传输和身份验证
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
图像加密技术的发展趋势
• 随着量子计算技术的发展，图像加密技 术将面临更高的安全挑战 • 未来图像加密技术将更加注重安全性、 高效性和实用性的综合平衡
04
图像安全传输技术的研究与应用
图像安全传输的需求与挑战
01
图像安全传输的需求
数字图像加密技术及其安全性分析
科学技术创新2020.17数字图像加密技术及其安全性分析刘为超（洛阳师范学院信息技术学院，河南洛阳471934）在互联网时代中，数字图像已经成为信息传递的主要表现形式之一，普遍的存在于人们的日常生活中，甚至在国家机密中也发挥了很大的作用。
因此，对其进行加密是时代发展的必然需求，不仅是为了保护个人信息不被泄露，更是为了维护国家的安全。
而对数字图像信息进行加密是网络时代维护个人和国家信息安全的重要手段，同时也是信息隐藏技术未来的发展方向之一。
1数字图像加密技术概述1.1数字图像加密技术的发展历程数字图像加密技术是由早期密码学理论经过发展形成的。
在当今社会中，密码一词并不陌生，人们的银行卡、各个软件、登录网站都会涉及，可以说是在人们生活中普遍存在。
密码就是将可懂的明文转换成不可懂明文。
现如今，密码已经发展成为一门学科，是一种尖端技术科学。
而密码学的发展就是在编码和破译之间不断实践的过程。
当代科学技术的发展和应用，使得密码学与数学、语言学、声学、电子学等众多学科紧密相连。
在数字图像加密技术的发展中，文字和数码的加密和解密为其提供了理论依据。
在经典密码学中，二进制流是其常见类型，而数字图像的效果却未引起过高的高度。
由于数字图像具有数据量大、实时性高的特点，与经典密码的加密方法不是很匹配。
而计算机图形学对图像安全性的重视度不高，基于这样的环境背景，数字图像加密技术引起了学者的高度重视。
1.2数字图像加密技术的现状随着数字图像的应用越来越广泛，受重视程度也越来越高，在世界上也掀起了数字图像加密技术的研究热潮。
现如今，国内外的研究机构、公司和大学已经先后开始对其进行深入的研究，在信息安全和密码学的相关期刊上都可以看到关于数字图像加密技术的论文和报告。
现阶段，我们所使用的数字图像加密算法都是应用现代密码体制对数字图像文件直接加密，在安全性上现代密码体制可以为其提供保障，因此人们对数字图像加密技术的安全性和保密性还是比较满意的。
加密技术在信息安全服务中的应用现状与趋势
加密技术在信息安全服务中的应用现状与趋势随着互联网的广泛应用，信息安全面临着越来越多的威胁和挑战。
为了保护机密信息的安全性和完整性，加密技术被广泛应用于信息安全服务中。
本文将探讨加密技术在信息安全服务中的应用现状和趋势，以期提供更加安全可靠的信息保护措施。
首先，我们来了解一下加密技术的基本概念。
加密技术是通过将明文转换为密文，以实现对信息的保护。
加密算法的选择、密钥的管理以及加密解密的过程都是确保信息安全的关键。
现在，让我们分析加密技术在信息安全服务中的应用现状和趋势。
首先，在数据通信方面，加密技术广泛应用于网络安全中。
随着云计算和大数据的兴起，越来越多的数据需要在不同的机器之间传输和存储。
加密技术的应用可以保证数据在传输和存储的过程中不被未授权的人员获取和篡改。
当前，已经有许多加密协议和算法被广泛应用，如SSL/TLS协议、AES加密算法等。
而未来，随着量子计算的发展，新的加密算法将不可避免地出现，以抗击量子计算对传统加密算法的破解。
其次，在移动应用方面，加密技术的应用也越来越广泛。
随着移动设备的普及，越来越多的用户将隐私信息存储在手机上，并通过移动应用传输敏感数据。
加密技术可以保证这些数据在传输和存储过程中不被窃取。
同时，加密技术还可以用于保护移动设备和应用程序的完整性，以防止恶意软件和黑客攻击。
未来，随着5G技术的普及，移动应用的使用会更加广泛，加密技术的需求也会进一步增加。
此外，在物联网领域，加密技术也扮演着重要的角色。
物联网的设备和传感器之间会交换大量的数据，这些数据往往包含了用户的隐私信息和机密信息。
加密技术可以保护这些数据的安全性和机密性，防止非法访问和篡改。
目前，物联网设备通常使用轻量级加密算法来确保数据的保密性和完整性，未来的发展趋势可能会出现更加安全和高效的加密算法。
再者，加密技术在金融行业也有着非常重要的应用。
金融交易中涉及大量的资金和个人信息，如何保护这些敏感数据成为金融机构的重大挑战。
多媒体图像加密与解密技术研究
多媒体图像加密与解密技术研究随着现代科技的不断进步，多媒体技术得到了广泛的应用。
图片、音频与视频等不同的媒体形式愈加的丰富，这些媒体数据的交流、处理与保存都成为了人们的日常工作。
其中，多媒体图像的数据传输与共享是人们最为频繁的操作之一。
在信息传输与存储过程中，一旦媒体数据被黑客或其他恶意分子攻击，就很可能出现泄密甚至财务损失等各种问题。
因此，对于多媒体图像加密与解密技术的研究与发展具有重要意义。
一、多媒体图像加密多媒体图像加密方法主要分为传统加密方法和现代加密方法。
传统加密方法包括置换加密、代换加密和置换代换联合加密等。
而现代加密方法则包括对称加密和非对称加密。
1、传统加密方法（1）置换加密置换加密是最简单的一种传统加密方法。
置换加密中，将明文中的各个字符进行混淆，生成密文。
这种加密方法的优点是加密速度较快，安全性较高。
缺点是其加密效果容易被破解，对数据安全的保障程度较低。
（2）代换加密代换加密通常采用一定的转换方法，将字符替换成其他字符，如将“a”替换成“b”，达到加密的效果。
这种加密方法的优点是加密过程简单，适用性强，且可以实现差错检测等功能。
但是，容易被现代化的密码破解技术攻击，安全性较低。
（3）置换代换联合加密置换代换联合加密是一种综合密钥与传统加密方法的加密方式。
其中，置换加密主要负责对置换操作进行加密，而代换加密则负责对代换操作进行加密。
这种加密方法的安全性相对较高，但是同时也会带来加密时间较长、加密速度慢等问题。
2、现代加密方法（1）对称加密对称加密是一种加密和解密使用同一密钥的加密方式。
这种加密方法的特点是加密速度快，但密钥管理和分配易受到攻击，造成数据安全的风险。
（2）非对称加密非对称加密中，加密和解密使用不同的密钥。
其中，公钥是公开的，私钥则是由用户自行保管的。
这种加密方法的特点是安全性高，但加密速度较慢。
二、多媒体图像解密多媒体图像解密主要采用相对应的解密算法对密文进行解密还原出明文。
图像加密算法的发展现状
图像加密最早源于经典的文本加密理论和经典的密码体制， 它的目的是在于可以把想要加密的图像完全的遮盖住，以防非法 接收者很容易的可以获得其中的信息。而接收方，通过事先拥有 的有关信息或者解密方法可以方便的解密出原有信息。
图像加密算法主要有以下几种： 1.1 基于自适应和混沌理论的图像加密算法 众所周知，混沌系统是一个非线性动力系统。它对初始情况 和系统参数都是很敏感的。它具有白噪声、伪随机序列和间隔遍 历性等混沌序列的统计特性，所以常常被应用于加密算法中。而 自适应算法是通过改变图像既有的某些顺序，把像素根据一些进 行排列操作，形成类似噪声图像以达到加密效果。 基于自适应和混沌理论的图像加密算法是首先运用 Logistic 混 沌映射（如式 1 ）系统，生成 2 组混沌序列，其中的一个序列决定 的图像每行像素移动的时间，另一个序列决定列移动时间；通过 矩阵移动使得图像置乱得到图像 I，左后图像 I 通过 AES 加密标准 中的 S 盒进行图像置乱。这样得到的图片已经完成了三次图像置 乱[1]。
车间内的金属设备采取了等电位连接， 并在棉粉碎出口后棉纤维装袋过程中增设了 十字形的铜质架导除静电，在投料前利用接 地铜棒进行静电导除并在投入加工釜过程中 增加了网状的金属过滤器。经了解，近期在 生产过程中没有过火花放电现象的出现，再 次测量投料间袋装棉纤维静电电压也降到了 500V 左右。
６ 结语
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制 造
Manufacturing
中国科技信息 ２０１２ 年第 ２ 期 ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊａｎ．２０１２
故障前提的现场安全操作教育，使工作人员 了解静电危害并提高防静电的能力。
图像加密算法的发展现状
图像加密算法的发展现状
陈舒;韩太林
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2012(000)002
【摘要】伴随着优秀科学技术的不断衍生,数字图像在传输过程中受到的威胁也越来越多.而图像加密是保证其能够安全的发送到接受者的有效方法之一.本文介绍了现今几种先进的图像加密算法,分析了当前图像加密算法的研究现状及发展趋势.【总页数】2页(P78,86)
【作者】陈舒;韩太林
【作者单位】长春理工大学信息与通信工程专业,吉林长春130000;长春理工大学信息与通信工程专业,吉林长春130000
【正文语种】中文
【中图分类】TN918.1
【相关文献】
1.适用于矩形图像的新二维映射图像加密算法 [J], 任洪娥;尚振伟;张健
2.基于单图像局部置乱和动态反馈扩散的混沌图像加密算法 [J], 崔业勤;丁国超
3.混沌与图像合成相结合的实时图像加密算法 [J], 刘颖;刘章
4.并行图像耦合超混沌系统的图像加密算法 [J], 郭祖华;徐立新;张晓
5.基于图像相关性的混沌图像加密算法 [J], 张伟;朱志良;于海
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分块模式和转换函数
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SCAN语言加密,密钥为 B5(s2 Z0(c5 b0 o0 s5)c4 d1)
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混沌加密
1. 模拟混沌加密系。以混沌同步技术为核心的混 沌保密通信系统，主要基于模拟混沌电路系统 2. 离散混沌加密。主要基于计算机有限精度下实 现的数字化混沌系统。
流密码；
天书是一根用草纸条、皮条或 羊皮纸条紧紧缠绕的木棍。密 信自上而下写在羊皮纸条上， 然后把羊皮纸条解开送出
这些不连接的文字毫无意义， 除非把羊皮纸条重新缠在一根 直径和原木棍相同的木棍上， 才能得知内容
第4页
恺撒移位密码：把字母前移或者 后移几个字母，明文的各个字母 换成错开一定间隔的密文。 如 A->H，B->I，C->J，D->K 则 ADD->HKK 缺点:恺撒密码的密钥只有26种， 因此一旦掌握了它的算法，只要 把密钥试换26次，就会轻易破译 古罗马恺撒大帝
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Kryha密码机大约在1926年 由Alexander vo Kryha发明。 这是一个多表加密设备， 密钥长度为442，周期固定。 一个由数量不等的齿的轮 子引导密文轮不规则运动
第8页
哈格林（Hagelin）密码机C-36，由Aktiebolaget Cryptoeknid Stockholm于1936年制造，密钥周期长 度为3,900,255
没有考虑图像的特点。
第 42 页
混沌分组密码
通过对图像的折叠和拉伸，产生二维混沌映射。
通过迭代映射臵乱图像中的像素。
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拉伸和折叠
Shannon认为：拉伸和折叠能构成良好的加密系统。
拉伸与折叠是蝴蝶效应的主要机制。 拉伸是距离的扩大。
折叠是距离的限制。
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常见的二维混沌映射
Baker Map Cat Map Standard Map Tent Map 其中，加密效果好、应用广的是Baker Map。
GOOGLE Earth 软件
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卫星图像大小
3072×3072 4096×4096
DES加密时间(s)
195.0741 347.8511
DES解密时间(s)
194.7811 346.9931
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常见的图像加密算法
文本加密技术 SCAN语言加密技术
四叉树图像加密技术
矢量量化(VQ)加密技术 基于伪随机序列的加密技术 基于“密钥图像”的加密技术 混沌加密技术
随机选定两个大素数p, q.
计算公钥和私钥的公共模数 n = pq . 计算模数n的欧拉函数 φ(n) .
选定一个正整数e, 使1 < e < φ(n) , 且e与φ(n)互质.
计算d, 满足 de ≡ 1 (mod φ(n) ), (k为某个正整数). n与e决定公钥, n与d决定私钥.
第 25 页
第 15 页
现代高技术战争，是系统与 系统的整体对抗，体系对体 系的较量 美军提出的C4I系统是指指 挥、控制、通讯、电脑和情 报的集成，以计算机为核心， 综合运用各种信息技术，对 军队和武器进行指挥与控制 信息安全显得尤为重要
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1977年，托马斯科幻小说《P-1的春天》第一次提到电脑病毒 2003年，病毒造成的经济损失超过280亿美元，2007年将超过 750亿美元 全球共有大约200万名可以自己编写病毒与木马程序的黑客
类型
对称密码 对称密码 对称密码 对称密码
密钥长度
56位 168位(112位有效) 长度可变(可以达到448位) 长度可变(通常从40位到128位)
说明
最常用的加密算法, 安全性较差 对DES作了一些改进，能满足当前 的安全需要 长的密钥长度提供了很好的安全性 快速的流密码。主要用在SSL中
AES
对称密码
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攻击方法
唯密文攻击：有一些密文，目的是恢复尽可能多的明文， 或者最好能够推算出加密密钥，从而利用密钥解密出其 它加密信息 已知明文攻击：不仅可以得到一些密文，且知道这些消 息的明文。 选择明文攻击：不仅可以得到一些信息的密文和明文， 而且可以选择被加密的明文。 选择密文攻击：能选择不同的被加密的密文，而且可以 得到对应的解密的明文。
现代图像加密技术发展概况
电气与信息工程系
黄 峰 博士
2007年11月
主要内容
加密的历史 常见加密技术 图像加密技术 未来的发展方向
第2页
一、加密的历史
公元前1900年古埃及 法老坟墓上象形文字
公元前17世纪的Phaistos圆 盘，表面有明显字间空格 的字母，至今还没有破解
第3页
公元前5世纪，古斯巴达人使 用的天书器械是人类历史上最 早使用的密码器械
……
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SCAN语言
SCAN语言是一种流行 的图像加密算法，主要 的思想是建立图像 SCAN模式库，使用不 同模式对偶数大小的方 图进行扫描，其中模式 类型作为密钥。
第 34 页
r
c
d
o
a
s
m
e
y
w
z
b
x
基本的扫描模式
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B 0 Z 0 X 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7
' '
第 48 页
Baker Map (Version B)
尚无计算公式
第 49 页
采用Baker Map对lena图像进行加密， key=7,74,13,9,7,19,4,31,4,3,63,5,2,11,3,1 一些密钥不是图像大小256的因数
第 50 页
Baker map的优缺点
第 17 页
2007年6月，中国黑客侵入五角大楼，对美国防部实施了最为成功的网络攻击
美国防部长罗伯特· 盖茨电脑被侵入，此前德国总理默克尔也遇到同样的事情
2007年9月，法国国防总秘书弗朗西斯· 德龙说：“几个星期以来，有明确迹 象表明法国也受到中国网络黑客的袭击。” 声称受到“中国黑客”袭击的已有美国、英国、法国和德国等国家
过程简单，结果复杂
第 39 页
混沌流密码
Logistic映射
X n1 a X n (1 X n )
a (0, 4]
X n (0,1)
第 40 页
第 41 页
混沌流密码的优点和缺点
优点：算法简单、加密速度快、安全性较高。
缺点： 存在动力学特性退化。
对参数非常敏感，移植性差。
第 18 页
网络对安全的需求推动了公钥密码、分组密码、流 密码、数字签名、密钥管理、身份鉴别、消息认证、 密钥共享等研究
近年来，加密技术日常生活中得到广泛应用 各国非常重视加密研究工作。在美国国家安全局 (NSA)中有一支上万人的密码学研究队伍，欧盟、我 国都有为数众多的人从事信息安全研究工作
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二、常见加密技术
加密密钥 解密密钥 密文
明文
加密
解密
加密/解密过程
根据加密密钥和解密密钥的关系，加密算法可分为公钥算 法 (Public-key algorithm，不对称算法) 和私钥算法(Private key，对称算法)
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常见加密技术
算法
DES TripleDES Blowfish RC4
第9页
M-209是哈格林对C-36改进后的产品，由Smith-Corna负 责为美国陆军生产。它的密码周期达到了101,105,950
第 10 页
转轮密码机ENIGMA，由 Arthur Scherbius于1919年 发明，面板前有灯泡和插接 板；4轮ENIGMA在1944年 装备德国海军，使得英国从 1942年2月到12月都没能解 读德国潜艇的信号
安全：如果把一封信锁在保险柜中，把保险柜藏起来，然后 告诉你去看这封信，这并不是安全，而是隐藏；相反，如果 把一封信锁在保险柜中，然后把保险柜及其设计规范和许多 同样的保险柜给你，以便你和世界上最好的开保险柜的专家 能够研究锁的装臵，而你还是无法打开保险柜去读这封信， 这才是安全… ——Bruce Schneier 19世纪荷兰人Kerckhoffs认为，安全性应依赖密钥
第 27 页
山东大学王小云教授成功破 译MD5、SHA-1、HAVAL128、MD4和RIPEMD算法
在国际密码学界引发强烈地 震。国际顶级密码学家 Shamir评论道：“这是近 几年密码学领域最美妙的结 果”
王小云教授
第 28 页
三．图像加密技术
图像的特点
信息量比文本要大得多
文本加密算法
加密速度慢
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英国的TYPEX打字密码机，是德国3轮ENIGMA的改 进型密码机。它在英国通信中使用广泛，且在破译密钥 后帮助破解德国信号。
第 12 页
在线密码电传机Lorenz SZ 42，约在1943年由 Lorenz A.G制造。英国 人称其为“tunny”，用 于德国战略级陆军司令 部。SZ 40/SZ 42加密 因为德国人的加密错误 而被英国人破解，此后 英国人一直使用电子 COLOSSUS机器解读 德国信号
第 22 页
AES算法
AES是美国高级加密 标准算法, 在未来几十 年里代替DES AES设计有三个密钥 长度:128,192,256位。 AES的128密钥比DES 的56密钥强1021倍 AES作为新一代的数 据加密标准汇聚了强 安全性、高性能、高 效率、易用和灵活等 优点
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公钥算法
分组密码。
第 38 页
混沌和加密的联系
混沌的性质
遍历性
加密的性质
混乱性
描 述