一种基于扩展ZigZag与位交换的图像置乱算法
基于改进ZigZag变换与混沌序列相结合的数字 图像加密算法
1, 2,3, , M × N ；
) ) ( ( mod ( floor ( y ( n ) × 10 ) , 256 ) ，其中 floor 表示向下取整，mod 表示第一个参数对第二个参数进行
求余运算； (7) 用步骤(6)得到的每个像素点的加密密钥与原始图像的该点的像素灰度值进行二进制异或运算， 得到加密之后的该点的像素值。 解密过程是上述算法的逆过程，算法类似，整个算法的流程图如图 3 所示。
要
针对数字信息在传输过程中易被窃取的现象，本文提出了一种基于改进的ZigZag变换与混沌序列相结合
文章引用: 冯炽, 叶桦. 基于改进 ZigZag 变换与混沌序列相结合的数字图像加密算法[J]. 计算机科学与应用, 2017, 7(6): 554-561. https:///10.12677/csa.2017.76066
Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
Figure 2. Improved ZigZag scan path 图 2. 改进 ZigZag 的扫描路径
556
冯炽，叶桦
= yn
2 −1 = xn , n 1, 2,3, sin π
πY sin 2 2 0 πY sin 2 2 0
(
)
(3)
Keywords
ZigZag, Chaotic Sequence, Image Encryption
基于CNN超混沌系统与扩展ZigZag的图像加密算法
超 混沌 系统
Ｔ Ｐ ３ ９ １
扩展 Ｚ ｉ ｇ Ｚ ａ ｇ Ｍ Ｓ Ｂ Ｃ Ｎ Ｎ 图像 加密
文献标识码 Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ３ ８ ６ ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ３ ８
第３ ０卷 第 ５期
２ ０ １ ３年 ５月
计 算机 应 用与软件
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎｄ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ
Ｖｏ １ ． ３ ０ Ｎｏ． ５
Ｍａ ｖ ２０１ ３
基于 Ｃ Ｎ Ｎ超 混 沌 系统 与 扩展 Ｚ ｉ ｇ Ｚ ａ ｇ的 图像 加 密 算 法
Ｍａ Ｘｉ ａ ｏ ｈ ｕ
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆＩ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＴ ｒ ａ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｍ ｍ ｅ ｒ ｃ ｅ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ５ ０ ０ ９， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） 。 （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｆ ｏ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ￣ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｓ ｏ ｏ ｃ ｈ ｏ ｗ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ５ ０ ２ １ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
董虎胜 陆 萍 马小虎
（ 苏州经贸职业技术学 院信息系 （ 苏州大学计算机科学与技术学院 江苏 苏州 ２ １ ５ ０ ０ ９ ） 江苏 苏州 ２ １ ５ ０ ２ １ ）
基于扩展Zig-zag变换的数字图像置乱方法
１ 于扩展 Ｚｇ ｚ ｇ变换的数字图像置乱算法 基 ｉ— ａ
１１扩展的Ｚｇ ｚ ｇ ． ｉ— ａ 变换
在 ＪＥ Ｐ Ｇ图像 压缩编码中，为了保证量化 系数矩阵 中低 频分量先 出现，高频分量后出现，采用 了 “ ”字形的排列方法，将量化 ｚ
字 图像进 行 置乱 的方 法。针 对单 向的 Ｚｇ ｚ ｉ ａ — ｇ变换 造成 某 些像素 点位 置始 终不 变的 问题 ，提 出从 四个 方向 进行 多次 Ｚｇ ｚ 迭代 置 乱 ，并将 四个方 向的迭代 次数作 为 密钥 以便 对置乱 的 图像进 行还 原。 实验 结果表 明 ， ｉ ａ －ｇ 该算 法具有很好 的 图像 置乱 效果 ，安 全性较 高 ，且 算法 简单操作 易实现 。
０引言
图形图像是人类 最经常接 触和使用的信息媒介之一，如何保证其安 全性是 － ｒ值得专 门去研究 的学 问。现有的图像保 护技 ｌ 术主要包 括图像数据 隐藏 、 字水印和图像 置乱 ， 中数据隐藏和数字水印主要是通 过在 图像 中隐藏或嵌入秘密数据来保护版权， 数 其 但它不能改变 图像 的可见性，对于一些需要 保密传输的图片数 据隐藏和数字水印技术就不适用 在这种情况下，图像置乱 （ 图 像 加密）技术应用 而生 。近年来 ，随着数 字图像处 理技 术的不断发展 ，图像置乱技术也 取得了长足的进步。 数 字图像置乱技术主要分为像素位置 置乱和像素色彩置乱 。基于位置 的置乱 主要是通 过一些变换方 法将 图像 的像素位 置信
２１年第 １期 ０１ ｌ
■ ｄ ｉ１ ９ ９ ． ｓ ６ １１ ２ ． ０ １１ １ ｏ ： ０３ ６ ０ ｉ ｎ１ ７ －１ ２２ １ ． ０ ６ ｓ １
数字图像置乱方法
杨玉琴 ，蒋天发 ，刘 艮
基于混合混沌与扩展ZigZag的图像置乱算法
２ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｏ ｕ ｒ ｃｅｃ ｄ ｅｈ ｏｏｙ ｏ ｃｏ ｎｖｒｉ，Ｓ ｚｏ １０ Ｃ ｉ ） ． ｃｏ ｌ ｆ ｍｐ ｔ ｉ ｅ ｎ ｃｎ ｌｇ，Ｓ ｏｈ ｗ Ｕ ｉｅｓｙ ｕｈ ｕ２ ２ ， ｈｎ Ｃ ｅＳ ｎ ａ Ｔ ｔ １ ５ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｓａ ｄ ｒ ｉ Ｚａ ａ ｓ ｏ ｍａ ｉｎ ｒ ｌ ｓｒ ｃ ： ｈ ｔｎ ａ ｄ Ｚ ｇ ｇ ｔ ｎ ｆ ｒ ｔ ｕ ｅ ｉ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｎ ｓ ｅ ｅ ｔ， ａ ｄ ａ ｇ ｃ ａ ｌ ｇ ａｇ ｒｔ ｍ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｍｐ ｏ ｅ ｆ ｒ ａｙ ｉ ｇ ｉ ｆ ｃｓ ｎ ｎ ｉ ｔ ａ ｔｄ ｍａ ｅｓ ｒ ｍｂ ｉ ｌ ｏ ｈ ｂ ｓ ｄ ｎ ｉ ｏ ｘ ｄ ｃ ａ ｔ ｙ ｔ ｍｓｗｉ ｘｅ ｄ ｄ Ｚｉ Ｚ ｇ ｔ ｎ ｆ ｒ ａｉ ｎ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｉ ｒ ｅ ｏ ａ ｏ ｄ ｔ ｅ ｎ ｍｉ ｅ ｈ ｏ ｉ ｓ ｓｅ ｔ ｅ ｔｎ ｅ ｇ ａ ａ ｓｏ ｍ ｔ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｖ ｉ ｃ ｈ ｒ ｏ ｈ ‘ ｖ ｌ ｅ ｓ ｏ ｉ ｇ ｅｃ ａ ｔ ＇ ａｉ ｋ ｙ ， ｉ ｎ ｄ ’ ｆ ｎ ｌ ｈ ｏ ｉ ｓ ｃ
计 算 机 工 程 与 设 计 Ｃ ｍｐｔ Ｅ ｇ ｅｒ ｇａｄ ｓ ｎ ２ １， ｏ．２ Ｎ ． １４ ｏ ｕｅ ｎｉ ｅｉ Ｄｅｉ ０１ Ｖ １ ， ｏ ２ １ ｒ ｎ ｎ ｎ ｇ ３ ４
基于混合混沌与扩展 Ｚｇ ａ 的图像置乱算法 ｉ ｇ Ｚ
董虎 胜 陆 萍 马 小虎 ， ，
果与较 强的抗干扰 能 力。
关 键 词 ： 沌 系统 ； 平 凡 密钥 ； 迭 代
中 图法 分类号 ： Ｐ ９ Ｔ ３１
文献标 识码 ： Ａ
一种图像置乱算法及在数字电视中的应用研究
Ｃｕ ） “ （ ∑∑ｆｘｙ （ ｖ＝ （ ） ， ）ｖ （＿ ，・ ）
【 要】阐述 了 摘 数字电视加解密原理， 并介绍了图 像置乱算法及其在数字电视行业中的应用。中国的数字电视行业已经迈入
高清 时代 ， 收费节 目的管理 、 但 卫星传播 与有 线传 播 的协调 等 问题 上 ， 需要成 熟 的解 决 方案。提 出了基 于 离散余 弦变换 的 图 还 像置乱算 法， 可适用 于收费 电视 节 目的安全管理 。通 过本算 法 可以简 化原数 字 电视加 解 密系统 的两端 间 的交 互流程 ， 加 Ｃ 增 Ａ 共享所 带来的安全性 。经测试发现 ， 出的 图像置乱 算法抑制 了其他置乱 算法 中存在 的块效应 ， 法基本 满足数 字 电视 的管理 提 算 及播放 要求 ， 须增 加硬件费用 。 无
ＣＵＩＪｚｅ ｉｈ ，ＺＨＡＮＧ Ｂ ，Ｊｎ ｏ Ｍ ｏ ｏ ｇＷｅ ｎ ＫＩ
（．Ｃ ｌｇ Ｅ ｏｏ ｉａ ｄ ａａ ｅ ｅｔ Ｙ ｎｉ ｎ ｅ ｉ ， ｉ ａ １３ ０ ， ｈ ａ ， ｏｅｅｆ ｃ ｍ ｃ ｎ ｎｇｍ ｎ ， ａｂ ｎＵ ｉ ￣ｔ Ｊ ｉ Ｙ ３ ０２ Ｃ ｉ ； ｌ ｏ ｎ Ｍ ａ ｖ ｙ ｌ ｎ ｎ
ｍ ｎ Ｍａａｅ ｅｔ ｅｓｇ ，ＭＭ） ｅｔ ｎｇｍ ｎ Ｍ ｓ ｅＥ ａ 传给用户 。在接收端 ， 付 目前 ， 国内的 Ｃ Ｓ系统可以分两种 ， 一机一卡 ， Ａ 即“ 机 了费的用户有权拿 到个 人分配 密钥 Ｐ Ｋ 用 它解 出授 权 卡配对 ” Ｄ ， 的智能卡管理模式及 “ 机卡分离” 的管理模 式 （ 国 管理信息 Ｅ Ｍ， Ｍ 得到业 务密钥 Ｓ 再利 用 Ｓ Ｋ， Ｋ解 出 Ｅ Ｍ Ｃ 内统一 的数字 电视 制式标 准 尚未 发布 ， 目前 Ｃ Ｓ系统 基 Ａ
一种基于Zigzag变换及混沌序列的图像加密方法研究与实现
一种基于Zigzag 变换及混沌序列的图像加密方法研究与实现马文涛,余平安(华中科技大学 湖北武汉 430074)摘 要:给出一种在二维小波分解基础上,应用Zigzag 变换和混沌序列相组合对数字图像进行加密的方法,可以达到密码学中混淆和扩散的目的。
该方法应用二维小波分解算法分解明文图像,首先对分解的全部频率系数进行Zigzag 变换,再应用变换后的系数进行重构,得到一次加密结果,然后对其应用混沌序列设计算法进行再次加密,从而完成图像的最终加密。
解密是加密的逆过程。
把该算法分别应用于彩色图像的R,G,B 层,达到了对一幅彩色图像加密的目的。
仿真试验结果证明了该方法的有效性,分析表明该方法有很大的密钥空间,且具有一定抵抗恶意攻击的鲁棒性和抗统计攻击的能力。
关键词:小波分解;Zig zag 变换;混沌序列;H eno n 映射;正弦平方映射;图像加密中图分类号:T P309 7 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(2008)05 104 03Research and Implementation of Image Encryption Algorithm Based onZigzag Transformation and C haotic SequenceM A W entao ,Y U Ping an(H ua zhong Universi t y of Science and T echnolog y,Wuhan,430074,China)Abstract :Based on wav elet decompose,t his paper pr esents an image encr yptio n algo rithm w hich applying Zig zag transfor mat ion and chaotic sequence ar e combined,it can attain the pur pose of co nfusio n and diffusion in cr yptog raphy.T he method de co mpo ses plaintex t imag e by using wav elet decom pose alg o rithm.Fir stly ,all deco mpo sed frequency co efficient are transfor med by Zig zag.Secendly,a pply ing the transfor med coefficient to restructure imag e,then the fir st encry pt ion result can be attained.T hir ldly ,applying chao tic sequence to encry pt t he first result ag ain w ith the composed alg or ithm,t hen the final encr yptio n of the image is finished.Decry ption is the co nt rar y process o f encry ption.T he paper also applies the algo rithm to R,G ,B com po nent of o ne color image separ ately ,and it can reach the intent ion o f encry pt ion o f co lo r image.T he simulation r esults show the validity o f t he method.T hr ough theoretica l ana lysis,the method is no t only o f mor e larg er secr et key space,but also of the ro bust resisting v icio us attack and the ability r esist ing statistical attack.Keywords :wav elet deco mpo se;Zig zag tr ansfo rm;cheotic sequence;Henon map;sine square mag;imag e encr yption收稿日期:2007 08 14在各种信息中,图像信息由于本身所具有的感性特征更加受到人们的青睐,图像信息安全问题也逐渐成为人们关注的焦点。
基于Zigzag变换及混沌序列的图像加密方法研究与实现.
基于Zigzag变换及混沌序列的图像加密方法研究与实现在各种信息中，图像信息由于本身所具有的感性特征更加受到人们的青睐，图像信息安全问题也逐渐成为人们关注的焦点。
现在，图像加密技术成为图像信息安全领域中的一个研究热点。
混沌力学系统具有伪随机型、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感性，因此可以构造非常好的信息加密系统。
目前广泛应用于加密的混沌模型是Logistic映射，其有着形式简单、产生混沌时间序列短等优点。
如果在混沌加密之前，对图像数据进行小波变换，变换在各种信息中，图像信息由于本身所具有的感性特征更加受到人们的青睐，图像信息安全问题也逐渐成为人们关注的焦点。
现在，图像加密技术成为图像信息安全领域中的一个研究热点。
混沌力学系统具有伪随机型、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感性，因此可以构造非常好的信息加密系统。
目前广泛应用于加密的混沌模型是Logistic映射，其有着形式简单、产生混沌时间序列短等优点。
如果在混沌加密之前，对图像数据进行小波变换，变换后得到的小波系数中如果有一个发生改变，就会通过小波变换的逆运算体现在所有的象索点中，这样的加密效果会更好。
为此，本文引入两种混沌映射，设计了对二维小波分解所得到全部频率系数进行Zigzag置乱和应用混沌序列改变象素值相结合的图像加密算法。
1 Zigzag变换Zigzag置换是一种置乱方法，通过对一个矩阵中的元素从左上角开始按"之"字形依次扫描取数来达到对数据进行置换。
首先将扫描到的元素先依次存放到一个一维数组中，然后再将此一维数组按一定的方式置换为二维矩阵，则上述的置换过程可看作是对矩阵中元素的置换，这样的过程就叫做Zigzag置换。
Zigzag置换的特点是算法实现简单，时间复杂度低。
其在数字图像处理中应用比较多，基于Zigzag置乱在视频加密方法及图像数据压缩等方面已有广泛的应用。
在算法分析领域有两个很重要的概念：时间复杂度和空间复杂度，二者往往是矛盾的。
基于混合混沌与扩展ZigZag的图像置乱算法
基于混合混沌与扩展ZigZag的图像置乱算法董虎胜;陆萍;马小虎【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2011(32)4【摘要】The standard ZigZag transformation role is improved after analyzing its defects, and an image scrambling algorithm based on mixed chaotic systems with extended ZigZag transformation is proposed. In order to avoid the "invalid keys" of single chaotic system, mixed chaotic sequence is generated by maps of Logistic and Chebyshev with alternative iteration. The original image is transformed into a vector by extended ZigZag scanning first, then the items are encrypted by chaotic sequence, the scrambling is completed after 2-D image reformed. The algorithm has the following advantages: small computing amount, large key space, iterable, nonsquare image available. The experimental results show that the algorithm has good image scrambling effect and fine anti-attack capability.%在分析了标准ZigZag变换的缺点后对其进行改进,提出了一种基于混合混沌系统与扩展ZigZag变换相结合的图像置乱算法.为避免单一混沌系统存在的"平凡密钥"现象,算法采用Logistic映射与Chebyshev映射按周期交替迭代的方式生成混合混沌序列,并利用其对原始图像按扩展ZigZag扫描后的一维序列中各元素加密,在恢复为二维图像后完成置乱.该算法具有运算量小、密钥空间大、可迭代及可适用于非方阵图像等优点,仿真实验结果表明,该算法具有良好的图像置乱效果与较强的抗干扰能力.【总页数】5页(P1241-1245)【作者】董虎胜;陆萍;马小虎【作者单位】苏州经贸职业技术学院信息系,江苏,苏州,215009;苏州经贸职业技术学院信息系,江苏,苏州,215009;苏州大学,计算机科学与技术学院,江苏,苏州,215021【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于混合混沌序列的图像置乱算法研究 [J], 高峰2.基于混合混沌与位分解的图像置乱改进算法 [J], 陆萍;董虎胜;马小虎3.基于CNN超混沌系统与扩展ZigZag的图像加密算法 [J], 董虎胜;陆萍;马小虎4.一种基于扩展ZigZag与位交换的图像置乱算法 [J], 陆萍;董虎胜;马小虎5.一种基于分块置乱和混合混沌的图像加密算法 [J], 王纪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种位置置乱和交叉换位相结合的图像加密算法
一种位置置乱和交叉换位相结合的图像加密算法何冰;朱志平【摘要】提出了一种基于位置置乱和交叉换位相结合的加密算法,该算法首先利用新构造的位置置乱方法将二维矩阵中行和列映射到一维向量中,然后将一维向量中的亮度值转换为8位二进制数,按照交叉换位的方式将8位二进制数进行位置转换;最后交叉换位之后的8位二进制数重新组合成新的亮度值,同时将一维向量按顺序扫描方式还原成二维图像(图像大小可根据实际加密需要而定).另外本文还将此构造的新算法扩展到彩色图像R、G、B三个分量中,实现了基于彩色图像像素位置和亮度值双重置乱效果.实验结果表明:该算法具有密钥空间大,加密后的图像直方图分布具有白噪声的特性,而且图像相邻像素的相关性更小,这样大大提高了抵抗不法攻击的能力,增加了图像的安全性.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)025【总页数】6页(P96-101)【关键词】位置置乱;交叉换位;双重置乱;图像安全性【作者】何冰;朱志平【作者单位】渭南师范学院物理与电气工程学院,渭南714000;渭南师范学院物理与电气工程学院,渭南714000【正文语种】中文【中图分类】TP309.7信息如何能够安全、有效的传输成为网络技术发展和普及时代所研究的热点。
据统计，通过视觉获取的信息占人们获取所有信息的75%，而图像又是人类从事一切活动的重要信息源。
因此，如何有效的解决图像数据在网络传输中的安全性和保密性成为信息安全学术领域研究和探讨的焦点。
虽然传统的加密方式如RSA、DES已经在网络安全领域成熟的应用，但网络非法攻击者、黑客的解密手段也层出不穷，一些传统的加密方式并不适合用来对所有信息进行加密。
如对图像来说，使用DES 加密之后的图像相邻像素之间的相关性很大，如遭到黑客使用统计分析的穷举攻击，加密之后的图像很容易被破解。
图像置乱是解决图像加密的一种有效方式，近几年来成为图像加密领域研究的热点，置乱后的图像不仅可以作为信息隐藏的一种手段，而且可以应用到数字水印嵌入前的预处理操作。
基于Zigzag变换与混沌的彩色图像加密方案
基于Zigzag变换与混沌的彩色图像加密方案李玉珍;金鑫;赵耿;李晓东;田玉露;王子亦【摘要】针对彩色图像加密运算量和空间需求较大、安全性低的问题，提出一种基于 Zigzag 变换和三维 Logistic 混沌映射的彩色图像加密方案。
利用Zigzag变换对彩色图像进行预处理，增强加密效果；在此基础上，利用Zigzag变换对预处理后的3个通道进行像素位置的置乱；对三维 Logistic混沌序列进行多次处理，实现多次扩散，提高加密效率和安全性。
仿真结果表明，该方案具有很大密钥空间、很高的密钥敏感度，加密速度快，具有较强的抗穷举攻击和统计攻击的能力。
%Aiming at the problems of large computation and space overhead as well as low security of color image encryption,a color image encryption scheme based on Zigzag transformation and three-dimensional Logistic chaotic map was proposed.Zigzag transformation was used to pre-process the color image for enhancing encryption effects.Zigzag transformation was reused to scramble pixel position of the color image through three channels which were pre-processed.Three-dimensional Logistic chaotic sequence was processed several times to achieve multiplediffusion,improving the efficiency and security of encryption.Simula-tion results show that the scheme has great key space,high key sensitivity,high encryption speed and strong ability facing various kinds of attacks.【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2016(037)008【总页数】5页(P2002-2006)【关键词】Zigzag变换;三维 Logistic混沌映射;彩色图像;加密方案;预处理;多次扩散【作者】李玉珍;金鑫;赵耿;李晓东;田玉露;王子亦【作者单位】北京电子科技学院计算机系，北京 100070; 西安电子科技大学通信工程学院，陕西西安 710071;北京电子科技学院计算机系，北京 100070;北京电子科技学院计算机系，北京 100070;北京电子科技学院计算机系，北京 100070;北京电子科技学院计算机系，北京 100070;北京电子科技学院计算机系，北京100070【正文语种】中文【中图分类】TP309.7E-mail:*************.cn传统的利用单一、低维混沌映射对图像进行加密的算法[1-6]，具有速度快、易于实现等优点，但它们属于一类低维、简单的混沌系统，抗攻击能力差，不适合图像安全的实际需求，应用价值不高。
基于改进的Zigzag置乱的DWT图像水印算法
基于改进的Zigzag置乱的DWT图像水印算法信息的隐藏和伪装技术是图像安全方面的重要研究方向。
常用的置乱算法较为复杂，为了兼顾算法速度和解密的复杂性，提出使用m序列改进Zigzag变换来满足上述两个要求。
由于在各种图像处理过程中，有损压缩对数字水印的生存打击较大，故使用DWT分解来满足抵抗有损压缩的攻击；同时，图像的矩阵的奇异值有很好的鲁棒性，所以为了尽可能的提高图像水印抵抗攻击的稳定性，可以把图像的SVD分解应用于DWT变换中。
实验结果证明，水印是不可见的，可抵御多种攻击，具有很好的鲁棒性；并且水印提取不需要原图像参与，是盲水印方案。
标签：数字水印DWT 奇异值分解Zigzag置乱互联网的飞速发展，使得大量的数字作品在网上传播，再加上数字作品容易复制修改，造成大量的盗版问题，打击了原作者的创作积极性。
近年来数字水印的发展，一定程度上遏制了盗版问题，它通过在被保护的数字对象（如视频、音频、图像）中嵌入某些标志性的秘密信息——水印（watermark）来证明版权归属或者跟踪侵权行为。
它通过一定的算法将水印直接嵌到多媒体内容中，同时不影响原内容的使用和价值，并且水印不能被人的感知系统发觉，数字水印必须很难被清除。
数字水印可以是文本，图像，一串数字，当这些水印要求保密时，可以通过将水印置乱来隐藏信息。
常用的置乱方法有：Tangram算法、幻方变换、Hilbert 曲线变换等等，以上算法较为复杂，计算时间较长。
Zigzag置乱虽然简单，但是它本身存在一个致命的缺陷，被置乱的矩阵首端和末端总有几个元素无法移动位置，故本文提出了用m序列改进Zigzag来实现水印图像的置乱。
奇异值分解（singular value decomposition，SVD）是一种特殊的矩阵变换。
SVD矩阵具有许多优良特性，例如奇异值对矩阵扰动不敏感、奇异值旋转不变性、奇异值比例不变性等等。
把SVD应用于图像处理中，当图像受到轻微影响时，奇异值不会发生明显变化；或者当相对较小的奇异值发生扰动时，图像不会出现较大变化。
对基于Zigzag变换与混沌的彩色图像加密方案的破译
对基于Zigzag变换与混沌的彩色图像加密方案的破译温贺平【期刊名称】《《计算机应用与软件》》【年(卷),期】2019(036)010【总页数】7页(P323-328,333)【关键词】混沌; Zigzag变换; 图像加密; 选择明文攻击【作者】温贺平【作者单位】广东工业大学自动化学院广东广州510006; 东莞职业技术学院广东东莞523808【正文语种】中文【中图分类】TP309.20 引言随着移动互联网、云计算、社交网络和大数据等信息技术的飞速发展，多媒体数据如图像、视频、音频等的安全性愈来愈引起人们的广泛关注[1]。
图像是多媒体数据的主要形式之一，通过数据加密方式对其进行隐私保护是一种常见且有效的手段[2]。
混沌具有内秉随机性、对初值和参数高度敏感、众态遍历性等特征[3]，与密码学的混淆、扩散和雪崩效应具有许多相似之处[4]，基于混沌理论的图像加密技术也因此受到了研究人员的高度关注[5-14]。
但由于混沌密码设计仍缺乏统一的衡量规范和标准，许多混沌加密算法在安全性方面存在问题[6-9,12,14]，故难以从理论设计走向实际应用。
因而，对现有的基于混沌的图像加密算法进行安全性分析十分必要，亦是当今的一个研究热点。
近年来，许多基于“置换-扩散”算法结构的混沌图像加密算法被相继提出[5,7-9,11,13]。
然而，其中的许多算法由于存在各种安全缺陷，在提出后已被分析人员实现破译[6-9,12,14]。
文献[5]首次提出基于混沌理论的图像加密算法，采用先置换后扩散的算法结构，增强了混淆和扩散特性。
文献[6]采用选择密文攻击对文献[5]的算法进行分析，并最终实现了破译。
文献[7]提出了一种结合Logistic混沌映射和超混沌的图像加密方案，实验结果表明具有良好的密文统计特性。
但是，文献[8]对文献[7]的算法进行了安全性分析，指出其无法抵御已知明文攻击和选择明文攻击，并提出了改进的方案。
文献[9]在文献[7]和文献[8]的基础上提出了一种增强型的超混沌图像加密方案。
基于扩展Zig-zag变换的数字图像置乱方法
基于扩展Zig-zag变换的数字图像置乱方法
杨玉琴;蒋天发;刘艮
【期刊名称】《信息网络安全》
【年(卷),期】2011(000)011
【摘要】文章针对传统数字图像置乱方法过于复杂的问题,提出一种利用扩展的Zig-zag扫描变换对数字图像进行置乱的方法.针对单方向的Zig-zag变换造成某些像素点位置始终不变的问题,提出从四个方向进行多次Zig-zag迭代置乱,并将四个方向的迭代次数作为密钥以便对置乱的图像进行还原.实验结果表明,该算法具有很好的图像置乱效果,安全性较高,且算法简单操作易实现.
【总页数】3页(P57-58,67)
【作者】杨玉琴;蒋天发;刘艮
【作者单位】中南民族大学计算机科学学院,湖北武汉430073;中南民族大学计算机科学学院,湖北武汉430073;中南民族大学计算机科学学院,湖北武汉430073【正文语种】中文
【中图分类】TP393.08
【相关文献】
1.一种基于位置变换和灰度变换相结合的数字图像置乱方法 [J], 熊玮
2.一种结合Arnold和幻方变换的数字图像置乱方法 [J], 赵卉
3.一种基于位置变换和灰度变换相结合的数字图像置乱方法 [J], 熊玮
4.基于混沌序列置乱与扩散变换的彩色数字图像加密算法 [J], 张芳君;朱凯歌
5.一种基于排列变换的数字图像置乱方法 [J], 刘建华;袁岁维;范九伦
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基于改进ZigZag变换与混沌序列相结合的数字图像加密算法
基于改进ZigZag变换与混沌序列相结合的数字图像加密算
法
冯炽;叶桦
【期刊名称】《计算机科学与应用》
【年(卷),期】2017(007)006
【摘要】针对数字信息在传输过程中易被窃取的现象,本文提出了一种基于改进的ZigZag变换与混沌序列相结合的数字图像加密算法。
首先对原始图像进行改进ZigZag置乱变换,然后利用混沌序列对图像的每一个像素进行位运算,得到加密后的图像。
解密正是加密的反过程。
通过理论分析与实验验证,新算法能够使加密后的图像灰度分布均匀,具有更大的密钥空间,并且对密钥具有更高的敏感性。
【总页数】9页(P554-561)
【作者】冯炽;叶桦
【作者单位】[1]东南大学自动化学院,江苏南京;;[1]东南大学自动化学院,江苏南京
【正文语种】中文
【中图分类】TP30
【相关文献】
1.一种新的三维Arnold变换和混沌序列相结合的图像加密算法 [J], 杜翠霞;张定会
2.一种基于Zigzag变换及混沌序列的图像加密方法研究与实现 [J], 马文涛;余平
安
3.基于混沌序列的通用数字图像加密算法 [J], 卢守东
4.基于混沌序列置乱与扩散变换的彩色数字图像加密算法 [J], 张芳君;朱凯歌
5.基于混沌序列置乱与扩散变换的彩色数字图像加密算法 [J], 张芳君[1];朱凯歌[1]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于位置交换的快速图像置乱
基于位置交换的快速图像置乱曹光辉;贾丹;张毅智【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2013(33)9【摘要】In order to efficiently scramble image,based on skew tent map,a fast random permutation procedure was firstly presented,and then a fast image scrambling algorithm,based on the preceding procedure,was designed.The main idea behind the fast random permutation was position interchange.Its implementation process was,based on geometrical meaning of probability,non-uniform distribution chaos sequence generated by skew tent map was transformed into uniform random sequence,which then drove image element to interchange position.Theory and experiments results demonstrate that the fast random permutation has better efficiency then sorting-based random permutation,the proposed image scrambling method has larger key space and higher running efficiency than sorting-based image scrambling.%为了提高图像置乱算法的置乱效率,提出了一种基于帐篷映射的快速随机排列算法,并把这种方法应用到图像置乱领域,构建了基于混沌序列的快速图像置乱算法.该快速随机排列以位置交换为核心,通过应用概率的几何意义,把由帐篷映射产生的服从非均匀分布的混沌序列转化为服从均匀分布的随机序列,驱动图像元素位置交换完成随机排列.理论和实验结果表明:快速随机排列在效率上优于基于排序算法的随机排列,构建的快速图像置乱算法与传统基于混沌排序图像置乱算法相比,密钥空间更大,运行效率更高.【总页数】4页(P2501-2504)【作者】曹光辉;贾丹;张毅智【作者单位】辽宁工业大学电子与信息工程学院,辽宁锦州 121001;北京航空航天大学计算机学院,北京 100191;辽宁工业大学电子与信息工程学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学电子与信息工程学院,辽宁锦州 121001【正文语种】中文【中图分类】TP309【相关文献】1.基于像素位置和RGB亮度值双重置乱的彩色图像加密算法 [J], 何冰;王菊霞;苏变玲2.一种基于灰度和位置的双置乱图像算法 [J], 王毅;徐亮亮;邹胜福3.基于均匀置乱的图像位置置乱衡量方法 [J], 张健;任洪娥;陈宇4.基于图像像素值改变和位置置乱的混沌加密 [J], 陈储培;李晶;邓洪敏5.基于位置与色彩空间的数字图像混合置乱方法 [J], 仇李良因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种基于仿射变换的图像置乱预处理的水印算法
一种基于仿射变换的图像置乱预处理的水印算法
李银华;叶瑞松
【期刊名称】《汕头大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(029)001
【摘要】本文提出了一种基于仿射变换迭代生成的混沌序列对图像进行置乱预处理的水印嵌入算法.选取适当的仿射变换参数及给定初值,使用仿射变换迭代得到一个混沌序列,利用该混沌序列排序生成一个置换排列,对载体图像进行置乱的预处理,从而可以增强水印算法的安全性、透明性和抗攻击的鲁棒性.水印算法是在图像空间域实现的,采用一个图像融合的技术.嵌入算法简单,容易操作.实验结果显示,置乱算法比传统的基于仿射变换的置乱算法有更好的置乱效果,置乱加密的密钥空间也更大;嵌入水印的宿主图像能够有效地抵御剪切、噪声、JPEG压缩等水印攻击,具有较好的鲁棒性.
【总页数】8页(P9-16)
【作者】李银华;叶瑞松
【作者单位】汕头大学数学系,广东汕头515063;汕头大学数学系,广东汕头515063
【正文语种】中文
【中图分类】O29
【相关文献】
1.一种基于图像置乱变换的空域图像水印算法 [J], 邵利平;覃征;衡星辰
2.一种基于图像置乱变换的频域图像水印算法 [J], 张义;周鸣争;黄伟
3.一种基于LDPC码和图像置乱技术的盲数字水印算法 [J], 马婷
4.一种基于空域的彩色图像的置乱数字水印算法 [J], 汪太月;戴燕青;
5.一种基于空域的彩色图像的置乱数字水印算法 [J], 汪太月;戴燕青
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换 后， 根据 图像行的奇偶性采用不 同的位 交换 运算方案 ， 通过迭代完成 图像置乱。仿真实验结果 表明该 算法具 有 良好 的图像 置乱 效 果， 亦可适用非方 阵图像 ， 对于 常见 的攻 击具有较 强的抗干扰 能力。
关 键 词 中 图分 类 号 图像 置 乱 扩 展 Ｚｇａ 换 ｉ ｇ变 Ｚ Ｔ３ １ Ｐ ０ 文献标识码 位 交 换 鲁棒 性 Ａ
ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ａｇ ｒ ｈ ｈ ｓ ｇ ｏ ｍａ ｅｓ ｒ ｍｂ ｉｇ ｅｆ ｃ ａ ｄ ｆ ｓ ｔｅ ｎ ｎ ｓ ｕ ｒ ｍａ ｅ ａ ｅｌ ｔｈ ｓｆ ｅａ ｔ ｉｔ ｒ ｒ ｎ ｅ ｃ ｐ ｂｌ ｙ ａ ａ ｎ ｔ ｈ ｗ ｔａ ｈ ｌ ｏ ｉ ｍ ａ ｏ ｄ ｉ ｇ ｃ ａ ｌ ｆ ｔ ｎ ｉ ｈ ’ ｏ —ｑ ａ ｅ ｉ ｇ ｓｗ ｌ，ｉ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｅｆ ｅ ｃ ａ ａ ｉ ｔ ｇ ｉ ｓ ｔ ｎ ｅ ｔ ｉ — ｅ ｉ
特点 ， 导致图像在网络传输时面临着巨大的风险。图像置乱作为一
种信息伪装技术， 采用一定 的技术手段使原始图像变成无意义的混
陆 萍 董虎胜 马小虎
（ 苏州经贸职业技术学院信息系
（ 州 大 学 计算 机科 学 与 技 术 学 院 苏
江苏 苏州 ２ ５０ １０９）
江 苏 苏 州 ２ ５２ ） １０ １
摘 要
Байду номын сангаас
对标 准 Ｚｇａ ｉ ｇ变换进 行改进 ， 出一种基于扩展 Ｚｇ ａ Ｚ 提 ｉ ｇ变换 与位 交换 的图像置乱算法。算法在将 图像作扩展 Ｚｇ ａ Ｚ ｉ ｇ变 Ｚ
．
ｔ ｎｆ ｍａｏ ｎ ｉｅｃａｇ ｒｐｓｄ ｆ ｒｈ ｘｅｄｄＺｇａ ａ ｓ ｒ ａｉ ｅ ｇｍ ｄ ｎｔｅｉａｅ ｄｆ ｒｎ ｂｔ ｘｈｎｅｍｅ — ｒ ｓ ｒ ｔ ｎａｄｂ ｘｈｎｅｉｐｏｏｅ ．Ａ ｅ ｅｅｔｎｅ ｉＺｇｔ ｎｆ ｍ ｔ ｎｂｉ ａｅｏ ｇ ， ｉｅｅｔ ｉｅｃａｇ ｔ ａ ｏ ｉ ｔ ｓ ｔ ｔ ｒ ｏ ｏ ｎ ｈ ｍ ｆ ｈ
第２ ９卷 第 １ ０期
２１ ０ ２年 １ ０月
计 算机应 用 与软件
Ｃｏ ｐ ｔｒＡｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ａ ｆｗａ ｅ ｍ ｕ ｅ ｐ ｉａ ｉｎ ｎｄ Ｓｏｔ ｒ
Ｖ０ ＿ Ｎｏ． ０ ｌ２９ １
Ｏｃ ．２０１ ｔ ２
一
种基 于 扩展 Ｚｇ ａ ｉＺ ｇ与 位 交 换 的 图像 置 乱 算 法
ｏ ｓ ａ ｅ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｔｅ ｌ ｅ ｈ ｎ ａ ｃ ｒ ｉ ｇｔ ｈ ｉ ｐ ｒｔ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｇ ｃ ａ ｌ ｇ ｉ ｃ ｍｐ ｅｅ ｙｉ ｒ ｔ ｎ ｉ ｌ ｔ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｒ ｓ ｌ ｄ ｒ ｐ ｌ ｏ ｈ ｎ ｓｔ ｅ ｃ ｏ ｄｎ ｏｔ ｅｒ ａ ｉ ｅ ｉ ｙ ｎ ｈ ｍａ ｅ ｓ ｒ ｍｂ ｉ ｏ ｌｔｄ ｂ ｔ ａｉ ．Ｓ ｍｕ ａｉ ｘ ｅｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｎ ｓ ｅ ｏ ｏ ｓ
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Ｉ ｇ ｃａ ｌ ｇ Ｅ ｔｎ ｅ ｉ ａ ａ ｓ ｒ ａ ｏ Ｂ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅ Ｒ ｌ ｓ ｅｓ ｍａｅ ｓｒ ｉ ｘｅ ｄ ｄ Ｚｇ ｇｔ ｎ ｆ ｍ ｔ ｎ ｉ ｅｃ ａ ｇ ｏ ｕ ｔ ｓ ｍｂ ｎ Ｚ ｒ ｏ ｉ ￣ ｎ
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（ ｅａ ｍｅｔｆＩ ｏｍａｉ Ｓｚｏ ｓｔｔ ｏ Ｔａ ｅ ｎ ｏ ｍｅ ｅ Ｓｚｏ １０ ９ ｉａ ｓ ，ｈｎ ） Ｄ ｐ ｇ ｎ ｏ ｎ ｒ ｔｎ， ｕｈｕＩ ｔｕｅｆ ｒｄ ｄＣ ｍ ｒ ， ｕｈａ２ ５ ０ ，Ｊ ｇｕ Ｃ ｉａ ｆ ｏ ｎｉ ａ ｃ ａ 。 Ｓｈｏ ｏ ｐ ｔ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｓｏｈｗ Ｕ ｉ ｒｔ， ｕｈ ｕ２ ５２ ， ｉｎｓ ，Ｃ ｉａ （ ｃｏｌ Ｃ ｍ ｕｅ Ｓｉ ｃ ａ ｄＴｃｎｌ ｙ ｏｃｏ ｎｖ ｓｙ Ｓ ｚｏ １０ １ Ｊ ｇｕ ｈｎ ） ｆ ｏ ｒ ｅ ｏ ｅｉ ａ
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加密 。文献 ［ ］ ９ 在对 图像 ｚｇａ ｉＺｇ扫描后 ， 通过 将各像 素值 依次
０ 引 言
数字技术的飞速发展与 因特 网的 日益普及为人们提供 了快捷 的数字媒体传播通道， 但是 由于数字产品具有易获取 、 易被篡改等
与前一元素异或实现 图像 的置乱 ， 但并 未利用 Ｚｇ ａ ｉ ｇ的迭代 特 Ｚ
Ａｂｓｒ ｔ ｔ ａｃ Ｔｈ ｔｎｄ ｒ ｇ ｇｔａ ｓｏｍ ａｉｎ ｒ ｌ ｓｉ ｐ ｏ ｅ ｎ ｔ ｉ ｐｅ ，ａ ｄ ａ ｍ ａ ｅ ｓ ｒ ｍｂｌ ｌ ｏｉｈ ｂａ ｅ ｎ ｅ ｔｎ ｄ ＺｉＺａ ｅ ｓａ ａ ｄ ＺｉＺａ ｒ ｎ ｆｒ ｔｏ ｕ ｅ ｉ ｍ ｒ ｖ ｄ ｉ ｈｓｐａ ｒ ｎ ｎ ｉ ｇ ｃ ａ ｉ ａ ｇ ｒｔｍ ｓ ｄ ｏ ｘｅ ｄｅ ｇ ｇ ｎｇ
性 且 算 法 抗 干 扰 能 力较 弱 。 本 文 在 对 标 准 Ｚｇ ａ ｉ ｇ算法 进行 改 进 后 ， 出 了 一 种 基 于 扩 Ｚ 提
展 ｚｇａ 与 位交换 的 图像 置乱 算法 。该算法 在对 图像 作 扩展 ｉ ｇ Ｚ ｚｇ ａ 变换后 ， ｉ ｇ Ｚ 采用行 迭代异或 与位交换 相结合 的办 法实 现对