对合参数变换耦合双随机相位的图像加密算法

合集下载

数字图像加密技术研究与实践

数字图像加密技术研究与实践第一章绪论1.1 研究背景随着信息技术的发展，数字图像作为一种重要的媒介形式被广泛应用于多个领域，例如医学、军事、工业等。

而数字图像的隐私性和安全性难以保障，因此数字图像加密技术越来越受到关注。

数字图像加密技术可以实现对数字图像数据进行安全加密，避免信息泄露，保护个人隐私和国家安全。

1.2 研究意义数字图像加密技术是信息安全领域中的一个重要研究方向，其在计算机网络安全、信息隐藏、多媒体安全等方面都有重要的应用价值。

本文从理论和实践两个角度展开数字图像加密技术的研究，提出了一种有效的数字图像加密方案，为数字图像的安全传输和处理提供了有力保障。

1.3 发展历程数字图像加密技术的研究可以追溯到上世纪80年代，最早的加密方案是基于传统加密算法的改进，例如DES、AES等。

然而，这些加密方案无法满足数字图像的特殊需求，后来，一些专门的数字图像加密算法被提出，在加密强度、加解密速度、安全性等方面都有了大大的改进。

第二章数字图像加密常用算法2.1 分组密码算法分组密码算法是一种将普通的明文划分为不同的分组，每个分组利用一定的加密算法进行加密的算法。

在加密过程中需要采用一定的填充模式，防止加密数据在分组时出现长度不足的情况。

常见的分组密码算法有DES、AES、Triple-DES等。

2.2 公钥密码算法公钥密码算法是一种利用两个不同的密钥进行加密解密的算法，一个用于加密数据，一个用于解密数据。

其主要特点是在加密和解密过程中使用不同的密钥，因此避免了密钥传递的安全问题。

常见的公钥密码算法有RSA、ElGamal等。

2.3 杂凑函数算法杂凑函数算法是一种将任意长度的消息经过杂凑算法处理后得到固定长度的消息摘要的算法。

消息摘要可以用于数字签名、信息验证等方面。

常见的杂凑函数算法有MD5、SHA-1、SHA-256等。

第三章数字图像加密方案3.1 加密算法设计基于前面介绍的数字图像加密常用算法，本文设计了一种混合加密算法，既包含分组密码算法，又包含公钥密码算法，保证了加密的强度。

一种基于分数阶傅里叶变换的改进图像加密算法

文章编号：１７．７２２１ｌ０２０６１Ｉ４（００Ｏ一２ —４Ｊ０
一
种基于分数阶傅里叶变换的改进图像加密算法
崔得龙，肖明，左敬龙
（茂名学院计算机与电子信息学院，东茂名５５０）广２００
摘要：针对目前基于分数阶傅里叶变换的图像加密算法中存在的不足，设计了一种基于分数阶傅里叶变换和
（）一（，）ｕ “Ｋ “ｄ
域的特例。
ＦＦＲＴ域也称为Ｕ域，时域和频域则可视为Ｆ而
离散形式的分数阶傅里叶变换（ＦＦＤｉｒｔＦａｔｎｌｏｒｒｒｎｆｒ需通过限定输入输出采样间ＤＲＴ，ｓｅｅｒｃｉａＦｕｉａｓｍ）ｃｏｅＴｏ隔来保持ＤＲＴ变换核的正交性，ＦＦ从而使经过正反两次变换后得到的序列和原序列完全一致［。即对ＦＦ５］ＲＴ
２３
其中ｌＩ是与Ｍ互质的ｓ整数（取为１，ｓ（ｎ）（ｉａ－ｃｓ）Ｄ为整数。常）＝ｆｎｉ＂ｎｏａＡｇｓａｓ
Ｍ
，
为了简化计算，常取Ｍ＝Ｎ，样，ａＤｒ，通这当 ≠ ｒ时上式可以写成如下矩阵形式：
ｆ丁
Ｋｐｔ “ ＝（一“ （，）ｔ）Ｌｔ）（＋ＵＦＦＲｒ的逆变换为：
ｅｊ（２ｔ一ｕｃａｕｃａｘ￣ｔｏ２ｔｃ＋２ｔ）ｐｒｃａｓｏ
口＝２ｍｒａ＝（ｎ＋１丌２）
口 ≠ 玎

密码学-经典多图加密法

c1 = (k11p1 + k12p2 + k13p3) mod 26
红色字母 c2 = (k21p1 + k22p2 + k23p3) mod 26 K密钥 c3 = (k31p1 + k32p2 + k33p3) mod 26
29
希尔矩阵
• 希尔加密法是一个实矩阵乘法加密系统
• 加密密钥是个 n x n 矩阵M – 解密密钥是 M-1
– 它的密钥是 5 x 5 的字母矩阵 (j被i代替，或不被使用) ，该矩阵是由一个关键词来确定的。 – 例如, 关键词是 harpsicord, 则矩阵是:
H I E M V
A C F N W
R O G Q X
P D K T Y
S B L U Z
注意:
harpsicord第2个R
舍弃。
4
Playfair 规则
9
Playfair in CAP
• playfair在CAP 中的实现:
10
辨认Playfair
• Playfair密文有几个特征，这些特征能够帮助我们辨认该加密系统是否是 Playfair 加密系统 • 由于Playfair 加密系统是一个替换加密,
因此稀有（j, k, q, x, and z）字母会出现的频率比较它们在明文中出现的频率高 – 密文有偶数个字母 – 当密文被分成两个一组时，重复出现的字母 SS, EE, MM, . . .就不会出现.
– – – -
km ew dw qn
2 am = EW
A E M W A W E M E M W
3 pl = DW
P D L W P W D L D L W
4 eo = QN

图像加密方案

图像加密方案
1. 引言
图像加密是指将图像进行加密处理，使得未经授权的用户无法理解该图像的内容。

图像加密在信息安全中起着重要的作用，可以保护图像中的敏感信息，防止未经授权的传播和使用。

本文将介绍一种基于对称加密算法的图像加密方案，并详细讨论其实现细节。

2. 图像加密方案概述
本图像加密方案基于对称加密算法，使用相同的密钥对图像进行加密和解密。

主要包括以下步骤：
2.1 密钥生成
在图像加密方案中，首先需要生成一个密钥用于加密和解密操作。

可以使用随
机数生成算法生成一个指定长度的密钥。

2.2 图像加密
在图像加密过程中，首先将原始图像转换为二进制数据。

然后使用对称加密算
法对二进制数据进行加密。

加密后的二进制数据将被转换回图像格式，并保存为加密图像。

2.3 图像解密
图像解密的过程与图像加密相反。

首先将加密图像转换为二进制数据。

然后使
用相同的密钥，对二进制数据进行解密。

解密后的二进制数据将被转换回图像格式，并保存为解密后的图像。

3. 对称加密算法选择
在图像加密方案中，选择适合的对称加密算法是十分重要的。

常见的对称加密
算法包括DES、AES等。

需要根据图像的大小和加密速度要求来选择算法。

4. 图像加密方案实现步骤
4.1 读取原始图像
首先，使用相应的图像处理库，读取原始图像并将其保存为二进制数据。

```python import cv2
读取原始图像image = cv2.imread(。

图像加密技术

1引言随着宽带网和多媒体技术的发展，图像数据的获取、传输、处理遍及数字时代的各个角落。

安全问题也日益严重。

很多图像数据需要进行保密传输和存储，例如军用卫星拍摄的图片、新型武器图纸、金融机构建筑图等，还有些图像信息根据法律必须要在网络上加密传输，例如在远程医疗系统中，患者的病历和医学影像等[1]。

由于这些图像数据的特殊性，图像加密技术将它们处理为杂乱无章的类似噪音的图像，使未授权者无法浏览或修改这些信息。

近十年来，用光信息处理技术来进行数据加密和保障数据安全引起了相当的关注。

Pefregier和Javidi最早发表了这个领域的研究论文[2]。

由于光学信息处理系统的高度并行性和超快处理速度[3]，光学安全（optical security）技术对信息安全技术的发展具有重要的理论意义和应用前景。

光学加密技术提供了一个更加复杂的环境，并且和数字电子系统相比，他对于攻击更有抵抗力。

另外，由于傅里叶光学信息处理系统具有读写复振幅的能力，而该复振幅信息由于其相位部分在普通光源下是无法看到的，故不能用仅对光强敏感的探测器，如CCD摄像机、显微镜等，进行读和写。

因此利用光学信息处理对光学图像进行安全加密是一种行之有效的方法。

1995 年， Philippe Refregier 等[4]提出了双随机相位编码方法，这种方法具有较好的安全性和鲁棒性。

从此光学加密技术进入快速发展时期。

研究人员随后提出了基于分数傅里叶变换的加密方法、基于菲涅耳变换的加密方法、基于联合变换相关器的加密系统、利用离轴数字全息的加密系统和利用相移干涉技术的加密系统等大量新的或改进的加密系统，使得光学加密领域的研究异彩纷呈。

虽然目前光学加密技术的发展方兴未艾，但其前景不可估量。

总的来说，与电子手段相比，现有的光学加密系统还存在一些缺点：可实施性、灵活性与稳定性都有待提高。

以下将从基于傅里叶变换的双相位编码图像的加密原理入手，将其推广到分数阶傅里叶域，并介绍几种方法，以及基于分数阶傅里叶变换的其他图像加密方法。

【国家自然科学基金】_图像加密算法_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730

科研热词图像加密混沌数字水印密码分析离散余弦变换小波变换密码学信息安全置乱混沌密码混沌加密图像处理加密算法鲁棒性非结构网格镜像遍历变换选择明文攻击超混沌系统语义安全词牌访问驱动计算机应用计算全息(cgh) 触发细胞自动机衡平矩阵虹膜图像虹膜自适应网格自适应耦合映射格(cml) 置乱度网格稀疏网格加密细胞神经网络篡改恢复篡改定位等效密钥攻击算法空间混沌离散小波变换相邻像素相减法则相位恢复相位密钥盲水印盲检测生物特征猫映射灰度级水印混沌调制混沌映射混沌序列混沌密码学
107 108 109 110 111 112 113 114 115 116
logistic混沌序列 line idea h.264 fpga dct变换 chebyshev映射 cabac baker 变换 arnold变换
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 ห้องสมุดไป่ตู้21 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
二值图像中文信息处理 td-ercs s盒 standard映射 sms4密码算法 sift rijndael算法 mh编码 lorenz混沌系统 logistic混沌映射 logistic映射 kerckhoffs原则 hash置乱 g-s算法 feistel结构 chen混沌系统 cache攻击 cache命中 baker映射 arnold猫映射 arnold映射 amold置乱 amold变换 aes

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。

基于猫脸变换和循环移位操作的量子图像加密算法

摘要摘要量子图像处理融合了量子信息和数字图像处理等理论，是一个新兴的研究领域。

量子态的叠加和量子纠缠态的非局域关联特性使得图像处理的效率大幅提高，因此量子图像处理引起了人们的广泛关注。

针对经典图像加密算法处理速度慢和安全级别不够高的缺点，本文结合量子图像关联分解、量子Arnold变换和量子循环移位操作等提出了两个量子图像加密方案。

本文主要研究内容如下：基于量子迭代含参Arnold变换和图像关联分解提出了量子多图像加密算法。

构造了量子迭代含参Arnold变换，并给出了其量子线路实现。

该算法对四幅明文图像执行二维离散小波变换得到相应的四幅低频图像，将这四幅低频图像重新组合成一幅新图像，由图像关联分解编码图像的灰度信息，并利用量子迭代含参Arnold变换对新图像进行置乱。

算法的密钥包括量子迭代含参Arnold 变换的三个参数、迭代次数以及图像关联分解中的三个二进制序列。

对算法的密钥空间、安全性和计算复杂度等的分析表明：与经典的图像加密算法相比，该算法能够以更低的计算复杂度同时加密多幅图像。

基于量子广义Arnold变换和循环移位操作提出了量子图像加密算法。

构造了量子循环移位操作及其量子线路实现。

该算法利用广义Arnold变换置乱量子图像，由量子循环移位操作改变置乱后图像的灰度信息。

该算法采用四维超混沌系统生成四个超混沌序列，分别用于控制量子循环移位操作的循环次数，广义Arnold变换的两个参数和广义Arnold变换的迭代次数。

该算法的密钥为四维超混沌系统的四个初始值，密钥空间较大。

理论分析和仿真实验表明该量子图像加密算法的性能优于相应的经典图像加密算法。

关键词：Arnold变换；图像关联分解；循环移位操作；量子图像加密ABSTRACTQuantum Image Encryption Algorithms withArnold Transforms and Cycle Shift OperationsABSTRACTQuantum image processing combining quantum information with digital image processing is an emerging research area.The features of quantum superposition and entanglement can greatly improve the efficiency of image processing.Thus,quantum image processing has been attracted extensive attention.In allusion to the slow processing speed of the classical image encryption technology and the low safety level,this paper intends to combine quantum image correlation decomposition, Arnold transform with cycle shift operation to propose two quantum image encryption schemes.The main research results of this paper are as follows:A quantum multi-image encryption algorithm based on iteration Arnold transform with parameters and image correlation decomposition is proposed.A quantum realization of the iteration Arnold transform with parameters is designed, and the corresponding quantum circuit architecture is also realized.The corresponding low frequency images are obtained by performing2-D discrete wavelet transform on each image respectively,and then the corresponding low frequency images are spliced to a new image.The gray-level information of the new image is encoded by quantum image correlation decomposition,and the image is scrambled by the iteration Arnold transform with parameters.For the encryption algorithm,the keys are iterative times,added three parameters,three classical binary sequences.The key space,the security and the computational complexity are analyzed,and all of the analyses show that the proposed encryption algorithm could encrypt multiple images simultaneously with lower computational complexity compared with its classical counterparts.A quantum image encryption scheme is suggested by using the iterative generalized Arnold transform and the quantum image cycle shift operations.A quantum realization of cycle shift operation is designed and the correspondingABSTRACTquantum circuit architecture is also realized.The image pixels are scrambled by the iterative generalized Arnold transforms and the values of the pixels are altered by the quantum cycle shift operations.The4D hyper-chaotic system is exploited to generate four hyper-chaotic sequences.The cycle shift times of the quantum cycle shift operations is controlled by a hyper-chaotic sequence.The other three hyper-chaotic sequences are used to control the two parameters,the iterative times of the generalized Arnold transforms,respectively.Thus,the main keys of the proposed quantum image encryption scheme are the four initial conditions of the4D hyper-chaotic system and the key space is relatively large.Simulation results and theoretical analyses demonstrate that the proposed quantum image encryption scheme outperforms its classical counterparts apparently.Keywords:Arnold transform;Image correlation decomposition;Cycle shift operation;Quantum image encryption目录目录第1章引言 (1)1.1研究意义 (1)1.2量子图像处理研究现状 (2)1.3量子图像加密研究现状 (3)1.4主要工作及结构安排 (5)第2章量子图像加密基础 (6)2.1量子态 (6)2.2量子逻辑门 (6)2.2.1一位门 (6)2.2.2二位门 (8)2.2.3多位门 (10)2.3FRQI图像表示 (11)2.4量子图像关联分解 (12)2.5量子图像的求和 (13)2.6离散小波变换 (14)2.7本章小结 (14)第3章基于量子Arnold变换和图像关联分解的多图像加密 (15)3.1量子迭代含参Arnold变换 (15)3.1.1迭代含参Arnold变换的量子表示 (15)3.1.2迭代含参Arnold变换的量子线路 (16)3.2量子多图像加密算法 (18)3.3量子多图像解密算法 (21)3.4算法性能分析 (23)3.4.1密钥空间 (23)3.4.2计算复杂度 (23)3.4.3算法安全性 (24)3.5本章小结 (24)目录第4章基于量子广义猫脸变换和循环移位操作的图像加密 (25)4.1NEQR图像表示 (25)4.2四维超混沌系统 (26)4.3量子广义猫脸变换 (27)4.4量子图像循环移位操作 (28)4.5基于量子广义猫脸变换和循环移位操作的图像加密算法 (30)4.5.1量子图像加密过程 (30)4.5.2量子图像解密过程 (32)4.6算法数值仿真与讨论 (33)4.6.1统计分析 (34)4.6.2密钥空间 (37)4.6.3密钥敏感性分析 (37)4.6.4噪声攻击 (39)4.6.5计算复杂度 (41)4.7本章小结 (42)第5章结论与展望 (43)5.1结论 (43)5.2展望 (43)致谢 (45)参考文献 (46)攻读学位期间的研究成果 (50)第1章引言第1章引言1.1研究意义随着互联网与计算机技术逐渐融入人们的生活，大量的数据不可避免地在网络上传输。

无人机图像加密技术研究

无人机图像加密技术研究近年来，无人飞行器的技术发展得非常迅速。

无人机不再仅仅是单一的工具，而是成为了各个领域中不可或缺的重要设备。

与此同时，数据安全和隐私问题的重要性也日益凸显。

因此，无人机图像加密技术成为了近些年来越来越受关注和研究的领域。

无人机图像加密技术的研究内容主要包括加密算法、解密算法、密钥管理和传输等等。

其中加密算法是无人机图像加密技术的核心。

传统的加密算法有很多，像DES，AES算法等等，这些算法都有自己的优与劣。

但是需要注意的是，加密算法不仅要有较强的保密性，同时还需要有较快的加密速度和较低的存储空间消耗。

目前在无人机图像加密技术中应用比较广泛的是混沌加密算法和基于置乱的加密算法。

混沌加密算法是利用混沌系统的非线性和随机性质对数据进行加密，使用的是一些特定的混沌映射和混沌微分方程。

这类算法具有较为良好的安全性和鲁棒性，同时加密速度也较快，适用于无人机图像加密中的实时性需求。

而基于置乱的加密算法，则是通过对图像进行打乱或变换，从而使得图像的信息难以被被恢复，从而达到加密的目的。

这类算法通常都比较简单，但是实际应用中还需要考虑到置乱操作对图像质量的影响，如何权衡加密和质量成为了一个待解决问题。

除了加密算法，密钥管理和传输也是无人机图像加密技术中不可缺少的环节。

对于密钥管理方面，主要有密钥生成与保存、密钥更新与撤销等问题，需要考虑到安全性和效率之间的平衡。

而密钥传输则需要保障加密传输的安全性，避免密钥被恶意攻击者获取，这也是无人机图像加密技术不可忽视的部分。

在实际应用中，无人机图像加密技术需要满足许多的实际需求。

例如，对于无人机图像传输的加密，需要有较快的实时性，同时要保障图像质量，避免加密操作对图像质量产生不良影响；对于存储加密需求，需要考虑到存储空间和加解密速度之间的平衡。

此外，在无人机神经网络和深度学习等领域中，也需要考虑到对于加密算法的支持问题。

总的来说，无人机图像加密技术发展的趋势应该是安全性和实时性需求的平衡。

数字图像加密技术研究与应用

数字图像加密技术研究与应用一、前言在数字化时代，人们对于信息安全的需求和重视程度越来越高。

图像是信息传递的重要形式之一，因此数字图像的加密技术显得尤为重要。

本文将从理论研究和实际应用方面，介绍数字图像加密技术的研究现状和发展趋势。

二、数字图像加密技术的概述1. 加密技术的定义与分类数字图像加密技术是对传输和存储的数字图像数据进行加密和解密的技术，以保证数据传输和存储的安全。

常见的加密技术包括对称加密和非对称加密。

2. 对称加密技术对称加密技术指加密和解密使用的密钥相同的技术。

这种加密方式的优势是加密和解密速度快，但是相应的安全性较低。

常见的对称加密算法包括DES、AES等。

3. 非对称加密技术非对称加密技术指加密和解密使用不同密钥的技术。

这种加密方式的优势是安全性高，但是加密和解密速度慢。

常见的非对称加密算法包括RSA、DSA等。

4. 数字图像加密技术的应用领域数字图像加密技术在军事、政务、金融、医疗等领域有着广泛应用。

特别是在网络传输中，数字图像加密技术不仅可以保证图像传输的隐私和安全，也可以保证传输的完整性和可靠性。

三、数字图像加密技术的研究现状1. 数字图像加密技术的研究方向数字图像加密技术的研究主要集中在以下方面：（1）加密算法的研究，如对称加密算法、非对称加密算法等。

（2）水印技术的研究，如数字水印、鲁棒水印等。

（3）图像压缩与加密技术的结合研究，如JPEG加密等。

（4）量子加密技术的研究，如基于量子密钥分发协议的图像加密技术等。

2. 数字图像加密技术的难点数字图像加密技术的研究还存在一些难点，如抗攻击能力差、速度慢、不稳定性等问题。

另外，数字图像加密技术还需要考虑图像的保真性，即对于图像加密处理后，图像保持原有的特征和内容。

四、数字图像加密技术的应用案例1. 图像加密技术在传统媒体中的应用在传统媒体上，数字图像加密技术可以用于图片、视频的保密传输和存储。

例如，对于政府机关、客户数据等敏感信息的传输和存储，数字图像加密技术有着广泛应用。

数字影像加密技术研究

数字影像加密技术研究数字影像是指用数字技术处理之后生成的一种影像，它不仅应用广泛，而且在未来的日子里会变得越来越重要。

因此，为了保障数字影像的安全性，数字影像加密技术也随之建立起来了。

本文将对数字影像加密技术的研究进行探讨。

一、数字影像加密技术的定义数字影像加密技术是指将数字影像进行加密处理，使得未经授权的用户不能够直接访问该数字影像，从而实现对数字影像的保护和安全性的提高。

二、数字影像加密技术的分类数字影像加密技术通常分为对称密钥加密、非对称密钥加密和混合加密三种方式。

1、对称密钥加密对称密钥加密是指将同一个密钥同时用于数字影像的加密和解密过程中，一方通过将密钥发送给另一方来进行通信的加密方式。

其优点是算法简单、速度快，但是缺点是密钥泄露可能导致信息泄露。

2、非对称密钥加密非对称密钥加密是指使用一对密钥来进行通信的加密方式，一方为公钥，另一方为私钥，公钥用于加密，私钥用于解密。

其优点是安全性高，但是缺点是效率低。

3、混合加密混合加密是指同时采用对称加密和非对称加密两种方式，利用对称加密的速度和非对称加密的安全性来进行数字影像的加密。

其主要优点是效率高且安全性较强。

三、数字影像加密技术的算法1、DES算法DES算法是对称密钥加密中最为常用的一种算法，其核心原理是将明文数据经过一系列的转换以及混合后得到密文结果，从而实现数字影像的加密过程。

2、RSA算法RSA算法是非对称密钥加密中最为常用的一种算法，其核心原理是利用两个大质数(p,q)及其乘积n=p*q，选取与(n)互质的小整数e，然后求出d，使得d和e模(n)的乘积为1，从而形成公钥(e,n)和私钥(d,n)，通过对公钥和私钥进行混合使用实现数字影像的加密。

3、AES算法AES算法是对称密钥加密中较新的一种算法，其核心原理是将明文进行分组处理，采用不同的加密模式和轮数完成加密过程。

其优点是安全性较高，且效率较快，应用范围也较广泛。

四、数字影像加密技术的应用数字影像加密技术在现实中应用广泛，具体包括以下方面：1、数字影像的安全传输：通过数字影像加密技术，实现数字影像在网络传输时的保密性和安全性。

基于深度学习的图像密码学技术研究

基于深度学习的图像密码学技术研究近年来，随着人工智能的发展，深度学习技术在图像处理领域得到了广泛应用。

在这个背景下，出现了一种新的密码学技术——基于深度学习的图像密码学技术，其独特之处在于利用深度学习算法对图像进行编码、加密，实现更加安全、高效的数据保护。

本文旨在对这一技术进行深入研究，探讨其原理、优势以及应用前景。

一、基本原理基于深度学习的图像密码学技术是一种将深度学习算法应用于图像加密过程中的方法。

该方法通过将明文图像转换成加密图像并将其发送给接收方进行解密操作，从而实现数据保密的目的。

在此过程中，深度学习算法被用于生成密钥以及加密与解密过程中的图像转换。

具体来说，该技术通过将图像转化为一个向量来进行处理，并基于自动编码器等深度学习模型进行表征学习和特征提取，从而生成密钥并执行加密操作。

接收方则通过逆向运算识别出明文图像，从而达到数据保密的目的。

二、技术优势相比传统加密方法，基于深度学习的图像密码学技术具有以下优势。

（1）高度的安全性：传统密码学算法主要依赖于明文和密文之间的非线性映射关系，容易被人类观察规律并进行破解。

而基于深度学习的图像密码学技术则采用深度神经网络模型，不容易被伪造和攻击，并具有更高的安全性。

（2）快速的加密速度：传统加密算法通常需要大量的计算和时间，随着数据规模的增大，加密速度越来越慢。

而基于深度学习的图像密码学技术具有快速的加密和解密速度，能够高效地处理大量数据。

（3）良好的鲁棒性：在传统加密方法中，一些错误或攻击可能会导致密文变得不可读，使数据无法恢复。

而深度学习算法的自适应性和优秀的抗噪声能力，使该技术具有更好的鲁棒性。

三、应用前景基于深度学习的图像密码学技术在各种安全保护领域都具有广泛的应用前景。

例如，可以应用于金融交易、军事情报、机密文件管理等领域，实现对秘密信息的保护。

同时，该技术也可以应用于人脸识别等方面，加强身份验证的安全性。

此外，基于深度学习的图像密码学技术还可以应用于物联网、云计算等领域，为数据交换和传输提供更加安全的保护。

基于双随机编码正交映射的全息图像加密

ＺＨＯＵＬｉｎ，ＤＵＧｕａｎｇｃｈａｏ，ＳＨＡＯＭｉｎｇｓｈｅｎｇ３
（Ｊ．ＨｅｎａｎＢｕｓｉｎｅｓｓＣｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００４４，ＣｈｉｎａＩ２＿ＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＴｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ｆｔｅｎａｎＫａｉｆｅｎｇ４７５００４，Ｃｈｉｎａ；
【文献标志码】Ａ
ＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＩｍａｇｅＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＤｕａｌＲａｎｄｏｍＣｏｄｅＯｒｔｈｏｇｏｎｌａＭａｐｐｉｎｇ
ｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｋｅｙａｎｄａｉｓｐｒａｃｅｋｅｙｉｎｓｅｒｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｉｍａｇｅｒａｇｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｓｓｈｏｗｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ，ｏｎｌｙｉｎｔｈｅｆｒｅ — ｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎａｎｄｔｈｅａｉｒｓｐａｃｅｃｏｕｌｄｒｅｓｔｏｒｅｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｕｎｄｅｒｃｏｍｍｏｎｄｅｅｙｐｒｔｉｏｎ．

基于分数小波变换的双随机相位光学图像加密技术

加密技术，丰富了光学图像加密的方法。该方法通过研究分数小波变换和随机相位，得到了一
种多密钥的选择性光学图像加密系统。其特点在于利用分数小波变换多层次分解的优势，结合
双随机相位编码，不仅增大了密钥空间，增加了安全性，而且能够实现选择性加密，使加密技术
关键词：光学图像加密；双随机相位；选择性加密；小波变换；分数小波变换中图分类号：０８４３．２文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｒＬ１００５ — ５６３０．２０１３．０４．００４
第３５卷
第４期
光
学
仪
器
Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．４
Ａｕｇｕｓｔ，２０１３
２０１３年８月
ＯＰＴＩＣＡＬＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ
文章编号：１００５ — ５６３０（２０１３）０４ — ００１７ — ０５
ｒａｎｄｏｍｐｈａｓｅｓｗｉｔｈｆｒａｃｔｉｏｎａｌｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｉｍａｇｅｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈａｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｋｅｙｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｅｍｐｌｏｙｓｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｌｅｖｅｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｆｒａｃｔｉｏｎａｌｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｄｏｕｂｌｅｒａｎｄｏｍｐｈａｓｅｅｎｃｏｄｉｎｇＳＯｔｈａｔｉｔ

基于随机区域移位和随机像素映射的图像加密

Ａｂｔａｔａｅｎｒｇｏｈｆｎｎｏｉｇａｄｐｘｌｐｉｇｈａｅｒｐｓｓｉｇｎｒｐｉｎａｇｒｈｓｒｃ：Ｂｓｄｏｅｉｎｓｉｉｇｅｃｄｎｎｉｅｍａｐｎ，ｔｅｐｐｒｏｏｅｍａｅｅｃｙｔｌｏｔｍ．Ｔｅｔｐｏｉｈ
维普资讯
第６卷第３期
２００６年９月
南京师范大学学报（程技术版）Ｔ
ＪＯＵＲＮＡＮＩ．ＮＯＲＡＬＯＦＮＪＮ（ＭＡ１ＵＮＩＶＥＲＳＴＹ（ＧＩＥＲＮＧＡＮＤＴＨＮＯＧＹ）ＩＥＮＮＥＩＥＣＯＬ
度图像加密都取得了很好的效果．
［关键词］图像加密，区域移位，像素映射［中图分类号］Ｔ３ｌ［Ｐ９文献标识码］Ａ［文章编号］６２ｌ９（０６０－０６０１７一２２２０）３０６－４
ＩａｅＥｎｒｐｔｏｓｄｏｇｏＳｆｉｃｄｎｇａｘｌＭａｉｍｇｃｙｉｎＢａｅｎＲｅｉｎｈｉｔｎｇＥｎｏｉｎｄＰｉｅｐｐｎｇ
ｉｇｏｂｎｃｙｅｓｄｖｄｄｉｔｅｅａｎｔｍａｅｔｅｅｒｐｔｄｉｉｉｅｎｏｓｖｒｌｕｉｓ，ａｄｔｅｐｓｔｏｓｏｈｓｉｓａｅｃａｇｄｒｎｏｌｎｈｏｉｉｎｆｔｅｅｕｎｔｒｈｎｅａｄｍｙ．Ｔｈｎｅｃｅａｈｕｔｉｉｔｒｅｈｅｐｘｌｍａｐｉｇ，ｃｔｎｇｔｅａｉｓｂｔｅｈｅｖｌｅｆｐｉｅｓｉｖｒｎｔｎｉｓｄｓｕｂｄｂｙｔｉｅｐｎｕｔｉｈｅｒｌｔｏｎｅｗｅｎｔａｕｓｏｘｌｎｅｅｕｉ．Ｔｈｌｏｔｍｙｅａｇｒｈｉ

光学图像加密处理

摘要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 has attracted much attention. Because of the higher processing speed of the optical information processing system, and it can also quickly achieve correlated operation .All these characteristics are favored by research scholars. Optical system based image encryption technique has important applications in defense security .The history and current situation 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 have been 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 has higher security, especially the parts of the phase coded image security.Keywords: optical 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 (3)2.1传统光学傅里叶变换 (3)2.1.1一维傅里叶变换 (3)2.1.2 二维傅里叶变换 (3)2.1.3傅里叶变换性质 (3)2.1.4 傅里叶变换的光学实现 (5)2.2 分数傅里叶变换 (6)2.2.1 Namias型分数傅里叶变换 (6)2.2.2 shih型分数傅里叶变换 (7)2.2.3 分数傅里叶变换的性质 (7)2.2.4 分数傅里叶变换的光学实现 (8)2.3联合变换相关识别 (8)2.4 本章小结 (10)第3章基于分数傅里叶变换的图像加密 (11)3.1双随机相位编码技术 (11)3.2 分数傅里叶加密算法 (12)3.3 基于分数傅里叶变换的双图像加密 (15)3.4 本章小结 (17)第4章实验分析 (18)4.1 二维线性系统傅里叶分析 (18)4.2 傅里叶变换的光学相关器实验分析 (21)4.3傅里叶光学在光学图像加密的应用 (23)4.4 相关器信息提取 (24)4.5 本章小结 (26)第5章安全性讨论 (27)5.1 概述 (27)5.3 本章小结 (29)第6章总结与展望 (30)6.1 总结 (30)6.2展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第1章绪论1.1图像加密技术发展现状近十几年来，随着计算机和多媒体技术的迅速发展，图像安全问题也已发了广大社会人士的极大关注。

基于多参数分数傅里叶变换和ARNOLD变换的图像加密方法

基于多参数分数傅里叶变换和ARNOLD变换的图像加密方法李洋;王兆伟;徐山峰;张永利【摘要】利用多参数分数傅里叶变换(MPFRFT)对图像进行双随机相位加密,提供了更加丰富的密钥空间,使加密图像具有较高的安全特性.但是随机相位矩阵作为密钥占用了更多的密钥空间,给传输和解密都带来负担.本文提出将MPFRFT和ARNOLD变换相结合的加密方法,利用ARNOLD变换对给定相位矩阵进行置乱变换,再利用置乱矩阵对图像进行相位编码,然后利用MPFRFT变换进行图像加密.本文提出的加密方法不需要随机相位矩阵作为密钥随加密图像进行传输,节省了密钥空间.仿真实验表明该算法具有更小的密钥空间,同时仍然具有较高的安全特性和抗攻击能力.【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》【年(卷),期】2016(011)002【总页数】5页(P164-168)【关键词】多参数分数傅里叶变换(MPFRFT);ARNOLD变换;图像加密【作者】李洋;王兆伟;徐山峰;张永利【作者单位】中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京100041【正文语种】中文【中图分类】TP309.7图像数据的获取、传输和处理已经成为人类接收和表达信息的重要手段。

对于一些涉及到国家安全、商业机密或个人隐私的图像信息采取必要的安全保护措施是非常必要的，否则会带来严重的后果。

图像加密技术是保护图像信息最直接、最有效的方法[1]，这种技术将图像数据处理成杂乱无章的、类似噪声的无意义图像，然后进行保密传输，加密的图像使未授权者无法浏览图像内容。

多参数分数阶傅里叶变换(MPFRFT)的提出源于分数阶傅里叶变换(FRFT)的多样性特征，是将加权类分数傅里叶变换推广到包含两个向量参数M,N∈M的一种广义定义形式[2-3]。

利用MPFRFT对图像进行加密，加密密钥包括联合二维周期参数、联合二维分数阶数和联合二维向量参数等，扩大了加密图像的密钥空间，使得加密过程的安全性得到了较好的保证。

图像加密解密算法

中北大学信息商务学院课程设计说明书学生姓名：学号：系别：电子信息工程专业：电子信息工程题目：专业综合实践之多维信息处理部分：图像加密解密算法研究指导教师：赵英亮徐美芳职称: 副教授2016 年 1 月 8 日中北大学信息商务学院课程设计任务书15/16 学年第一学期系别：电子信息工程专业：电子信息工程课程设计题目：专业综合实践之多维信息处理部分：图像加密解密算法研究起迄日期：2015年12月28 日～2016年1月8日课程设计地点：机房指导教师：赵英亮徐美芳系主任：王浩全下达任务书日期: 2015 年12月27 日设计说明书应包括以下主要内容：（1）封面：课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间（2）设计任务书（3）目录（4）设计方案简介（5）设计条件及主要参数表（6）设计主要参数计算（7）设计结果（8）设计评述,设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会（9）参考文献目录1 引言 (1)2设计目的 (2)3 设计方案简介 (2)3.1基于像素点置乱算法的图像加密技术 (3)3.2基于行列乱序算法的图像加密技术 (3)3.3基于色彩饱和度混乱算法的图像加密技术 (3)4 设计条件及主要参数表 (3)4.1像素点置乱 (3)4.2行列乱序 (3)4.3色彩饱和度混乱 (3)5设计主要参数计算 (5)6设计结果 (5)7 设计的收获体会 (7)8 参考文献 (7)1 引言随着20世纪90年代internet的迅速发展，多媒体技术的逐渐成熟和电子商务的兴起，网上多媒体信息量急剧膨胀，使得多媒体信息的安全问题变的越来越重要，多媒体信息安全成为学术界和工业界共同关注的新的研究方向。

数字图像是目前最流行的多媒体形式之一，在政治、经济、国防、教育等方面均有广泛应用。

Matlab里的imread函数可用于读取图片文件中的数据。

读进去的数据为一个三层的矩阵，矩阵的行或列表示图像每一个像素点的位置。

矩阵的第一层、第二层、第三层分别代表红、绿、蓝三种像素（RGB色域）。