数字图像加密综述

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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。

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
及信息处理。
1 . 1 . 1加 密原理 基于矩 阵变换/ 像素置换 的图像加 密 技术基本原理为 : 对图像矩阵进行有限次的初等矩阵变换 ,
测数据 : 监 测 数 据 包 括 电能 量 、 最 大需量 、 瞬 时量、 事 件 记 障 , 记录故 障情况并 提供 实时报 警 , 缩短计 量故 障处理 时
d e v e l o p me n t d i r e c t i o n o f d i g i t a l i ma g e e n c r y p t i o n t e c h n o l o g y .
关键 词 :图像加 密; 混沌加 密; 空域复合
Ke y wo r d s :i ma g e e n c r y p t i o n; c h a o t i c e n c r y p t i o n; c o mp o u n d
中图分 类号 : T P 3 9
文献标识码 : A
文章编 号 : 1 0 0 6 — 4 3 1 1 ( 2 0 1 3) 0 4 — 0 2 1 1 - 0 2
0 引 言
功能 ,息
研 究人 员基于 图像 的 近些年来 , 国内外 关于互联 网技术的研究 已达 到 了一 配套 的加 密方案更贴近图像的特点 , 特点 及其应 用范围提出 了多种加 密技术。 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
录、 误差校验、 谐波、 二 次压 降、 误差报 警等等数据 : ② 基础 间。通过 汇总 电能表 实负荷下的误差 , 绘制各类 因素变化
数据 : 基 础数据主要包括单位 管理信 息、 变 电站信息 、 电能 下 的误差趋 势图 , 作 出 电能表 的运行状 况评价 。建立现场 表基 本信息等数据 ; 电能计量表计 信息库 , 为 电能表建 立运行档 案库 , 为数据 融入 即将到 3 . 2 . 2数据存储平 台:变 电站本地子 站系统 由于 需要 分析提供基础研究 适合智 能 电网需求的功 能, 成 为其有机组成部 分。智 能 电网实现的基 保 存 的数据 量 比较 小 , 并且 数据 单一 , 只有 本地 变 电站的 来 的智 能电网, 础是 实时数据 的采集 , 以及 对庞大 的数据进行 分析 , 本系 数据 , 不包括 其他 变 电站 的数据。 3 . 3 系统 运 行 环 境 设 计 系统 运 行 平 台采 用 WI N — 统 的实施可 以对后续智 能 电网发展 以及实现 提供有力 的 5 结束语

祖冲之算法在数字图像加密中的应用与实现

祖冲之算法在数字图像加密中的应用与实现

祖冲之算法在数字图像加密中的应用与实现任高峰;乔树山;黑勇【摘要】Varieties of existing digital image encryption algorithms have been analyzed to seek a kind of digital image encryption algorithm with high security and low complexity of software/hardware implementation.ZUC algorithm is a stream cipher technique with high security for its three logic layers structure of linear feedback shift register (LFSR) , bit reorganization (BR) and nonlinear function (F).ZUC stream cipher allows a low power and low complexity of hardware implementation.What' s more, ZUC stream cipher is suitable for the encryption of digital image for its high speed of key stream generation.Finally, the ZUC stream cipher is implemented to encrypt the digital image.The encryption result shows that the ZUC stream cipher is effective for the digital image encryption.%分析了多种现有的数字图像加密算法,以寻求一种安全性高、软硬件实现简单的数字图像加密算法.祖冲之(ZUC)算法因其采用了线性反馈移位寄存器(LFSR),比特重组(BR)和非线性函数F的三层结构设计,极大地增强了该算法的安全性.而且,ZUC算法在设计时充分考虑了软硬件实现的复杂度,所以ZUC算法的软硬件实现开销较小,硬件实现功耗小.此外,由于ZUC 算法流式产生密钥的快速实时性,非常适合用于数字图像的加解密.最后,将ZUC算法实现,并对数字图像进行加解密,取得了很好的加密效果.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)003【总页数】5页(P766-770)【关键词】数字图像加密;祖冲之算法;线性反馈移位寄存器;比特重组;非线性函数【作者】任高峰;乔树山;黑勇【作者单位】中国科学院微电子研究所,北京100029;中国科学院微电子研究所,北京100029;中国科学院微电子研究所,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TP309.7由于军事通信安全以及网络完全的需要,对通信传输的数字图像进行加密显得尤为重要。

图像编码技术综述(七)

图像编码技术综述(七)

图像编码技术综述引言在数字化时代,我们日常生活中接触到的大量图像都需要进行编码和压缩,以便高效地存储和传输。

图像编码技术在图像处理领域扮演着重要的角色。

本文将对图像编码技术进行综述,探讨其原理、分类以及应用。

一、图像编码技术的原理1. 人眼视觉系统人眼是感知图像的媒介,因此图像编码技术需要充分考虑人眼视觉系统的特点。

人眼对亮度和颜色的敏感度不同,对细节和纹理的感知能力有限。

图像编码技术可以利用这些特点,对图像进行有损或无损压缩,以达到节约存储空间和传输带宽的目的。

2. 常见的图像编码技术常见的图像编码技术主要分为无损编码和有损编码两种。

无损编码技术保持图像的完整性,不丢失任何像素信息。

主要包括无损预测编码和无损变换编码。

有损编码技术在尽可能保留图像主要特征的基础上,通过舍弃部分冗余信息实现更高程度的压缩。

常见的有损编码技术包括基于变换的编码、基于预测的编码以及基于向量量化的编码等。

二、图像编码技术的分类1. 无损编码技术无损编码技术通过采用不同的编码算法来实现无损压缩,具有保真性好、还原度高的特点。

无损编码技术主要分为无损预测编码和无损变换编码两类。

无损预测编码是在编码每个像素时,将其与周围像素进行预测,并将预测误差进行编码。

无损预测编码技术的代表性算法有差分编码和无损预测编码。

无损变换编码在编码前对图像进行变换操作,将图像转化为频域或其它特定域,从而减小图像冗余。

离散余弦变换(DCT)是广泛应用的无损变换编码算法。

2. 有损编码技术有损编码技术通过舍弃一定的信息来实现更高程度的压缩,其压缩比远高于无损编码技术。

有损编码技术主要分为基于变换的编码、基于预测的编码和基于向量量化的编码三类。

基于变换的编码采用变换算法将图像转化为频域或其它特定域,然后通过舍弃高频分量来减小图像冗余。

离散余弦变换(DCT)和小波变换是常见的基于变换的编码技术。

基于预测的编码是通过对图像进行预测,然后将预测误差进行编码。

数字图像加密综述_文昌辞

数字图像加密综述_文昌辞

以,应尽量结合压 缩 编 码 进 行。 ④ 数 据 格 式 不 变。 不 加 密 与 图 像 格 式 密 切 相 关 的 数 据 字 段 ,可 以 尽 量 减 少 明 密 文 对 的 泄 漏 。 另 外 ,在 一 些 应 用 中 需 要 保 持 格 式 兼 容 。
2 数 字 图 像 加 密 研 究 现 状
目前已有的置乱算 法 大 都 不 改 变 像 素 值,它 们 通 过 对 明 密 文 的 像 素 直 接 进 行 比 对 就 可 能 发 现 置 乱 规 律 ,但 安 全 性 较 低。同时,由于离散数字图像是有限点集,在置乱变换若 干 次 以 后 图 像 终 究 会 回 复 到 初 始 状 态 ,因 此 只 要 知 道 加 密 算 法 ,按 照 密 文 空 间 的 任 意 一 个 状 态 来 进 行 迭 代 ,都 会 在 有 限 步 内 恢 复出明文。 2.2 基 于 混 沌 的 加 密
指 出 了 它 们 的 不 足 ,并 探 讨 了 进 一 步 的 研 究 方 向 。
关 键 词 图 像 加 密 ,置 乱 ,混 沌 ,空 间 域 ,变 换 域 中 图 法 分 类 号 TP391 文 献 标 识 码 A
Digital混沌系统是非线性的系统,表现出非常复杂的伪随机 性, 符合混淆规则。它对 初 始 条 件 和 控 制 参 数 非 常 敏 感 ,任 何 微 小的初始偏差都会被指数式放大,符合扩散规则。同时,它 又 是确定性的,可由非线性系统的方程、参数和初始条件完全 确 定。因此,初始状态和 少 量 参 数 的 变 化 就 可 以 产 生 满 足 密 码 学基本特征的混沌密码序列,将混沌理论与加密技术相结 合, 可以形成良好的图像加密系统。目前常用于图像加密的混沌 系统有:Logistic混沌映射、Chebychev映 射、分 段 线 形 混 沌 映 射、Cubic映 射、标 准 映 射 、Henon 映 射[2]、Lorenz混 沌 映 射 、 蔡氏混沌、Rossler混沌系统、二 维 Sinai映 射、Chen’s混 沌 系 统等。

数字图像处理文献综述

数字图像处理文献综述

数字图像处理技术综述摘要:随着计算机的普及,数字图像处理技术也获得了迅速发展,逐渐走进社会生产生活的各个方面。

本文是对数字图像处理技术的一个总体概述,包括其内涵、优势、主要方法及应用,最后对其发展做了简单的总结。

关键词:数字图像、图像处理技术、处理方法、应用领域Overview of digital image processing technologyAbstract: With the popularization of computer, digital image processing technology also won the rapid development, and gradually go into all aspects of social life and production. This paper is a general overview of the digital image processing technology, including its connotation, advantage, main method and its application. And finally, I do a simple summary of the development.Keywords: digital image, image processing technology, processing method, application field前言:图像处理技术被分为模拟图像处理和数字图像处理两大类。

数字图像处理技术一般都用计算机处理或实时的硬件处理,因此也称之为计算机图像处理[1]。

而时至今日,随着计算机的迅速普及,数字图像处理技术也飞速发展着,因为其用途的多样性,可以被广泛运用于医学、交通、化学等各个领域。

一、数字图像处理技术的概念内涵数字图像处理技术是指将一种图像信号转变为二进制数字信号,经过计算机对而其进行的图像变换、编码压缩、增强和复原以及分割、特征提取等处理,而高精准的还原到显示器的过程[2]。

图像加密技术综述

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。

图像编码技术综述(三)

图像编码技术综述(三)

图像编码技术综述随着数字图像在各个领域的广泛应用,图像编码技术也成为了一项关键的技术。

图像编码技术能够将图像在尽可能减少数据量的情况下,保持图像质量不损失地进行存储和传输。

本文将综述图像编码技术的发展历程和主要的编码算法。

一、图像编码的发展历程1. 无损编码无损编码技术旨在通过压缩数据来减少图像文件大小,但保持图像完整性。

早期的无损编码技术主要基于数据的重复性和统计分析,如Run-Length Encoding (RLE) 和 Huffman 编码。

这些技术虽然简单高效,但压缩率不高。

近年来,基于预测和差分编码的无损编码技术得到了广泛应用,如无损JPEG、PNG等。

2. 有损编码有损编码技术是在图像编码中,为了达到更高的压缩比,允许一定程度的信息丢失。

JPEG 是最经典的有损编码技术之一,采用离散余弦变换(DCT)对图像进行频域变换,并利用量化和熵编码对频域系数进行压缩。

JPEG 能够在图像压缩和保持合理质量的前提下,取得较高的压缩比。

二、主要的图像编码算法1. 离散余弦变换(DCT)离散余弦变换是一种将时间域信号转换为频域信号的方法,广泛应用于图像和音频编码中。

在JPEG 图像编码中,DCT 将图像从空间域转化为频域,通过对频域系数的量化和熵编码实现图像的压缩。

2. 小波变换(Wavelet Transform)小波变换是另一种常用的图像编码技术,它能够在频域上提供更好的编码效果。

小波变换将图像分解为不同尺度和方向的子带图像,并利用量化和编码技术对子带图像进行压缩。

3. 预测编码(Predictive Coding)预测编码是一种基于图像的局部相关性进行压缩的方法。

它利用图像之间的相似性,通过对当前像素进行预测,并将预测误差编码,从而实现图像的压缩。

三、图像编码的应用领域1. 数字媒体传输图像编码技术广泛应用于数字媒体传输,如图像视频的实时传输、视频会议和流媒体等。

通过有效的编码算法和压缩技术,可以实现高质量的图像和视频传输,提供更好的用户体验。

数字图像水印技术综述(IJIGSP-V9-N4-7)

数字图像水印技术综述(IJIGSP-V9-N4-7)

Rahul Dixit
National Institute of Technology, Rourkela, 769001, India Email: rahul2012ism@ Abstract—Nowadays, Multimedia security [1] is a major issue. Images, video, audio, text files are losing their credibility day by day as they can be distorted or manipulated by using several tools. Ensuring the authenticity [2] and integrity of digital media is a major issue. The manipulation made by forgery tools are so smoothly done that we don’t even suspect that forgery may be involved in digital content. Multimedia data is facing several issues related to illegal distribution, duplication and manipulation of information conveyed by them. The digital watermarking [3] technique plays an important role in protecting digital content. In this paper, On the basis of their operating principles different watermarking techniques are categorized [4]. Attacks, applications and requirements [5] related to watermarking techniques are also discussed. Different watermarking techniques proposed by researchers for protecting copyrights of digital media are presented which are based on spatial and frequency domain. Frequency domain are getting much more attention due to use of wavelets which have high degree of resemblance to human visual system. In digital watermarking, secret information is embedded with original data for maintaining ownership rights of the digital content. Spatial domain watermarking techniques work over pixel characteristics and frequency domain watermarks concerned about different transformations that can be used with digital content. Imperceptibility, robustness, security, complexity and capacity are some requirements of the digital watermarking which completely depends on the algorithm used for watermarking. Index Terms—Copyright protection, Cryptography, Digital image watermarking, Discrete Cosine Transform, Discrete Fourier Transform, Discrete Wavelet Transform, Fragile, Frequency domain, Image processing, Ownership, Robust, Security, Singular Value Decomposition, Spatial domain. I. INTRODUCTION images. We go through several images in a day which are available at various places like TV, magazines, websites, newspaper, books etc. Digital image processing [6] has its several applications over analogue image processing. Several operations [7] such as enhancing quality of image, filtering noise, segmentation, restoration can be performed over digital images. A digital image can be defined as two dimensional image having finite number of digital values also known as picture elements or pixels. Digital data is facing several issues related to privacy and security [8] of data. Efficient security techniques are needed to prevent illegal use of data permission. Due to speedy development of technology versatile software are available which can perform changes in digital media efficiently. These changes are not noticeable. Due to such situations multimedia data is no longer believable. It is highly recommended to secure multimedia data present over internet. To deliver security to digital data several techniques are used such as cryptography [9], encryption, decryption, steganography and digital watermarking. In this paper digital watermarking techniques are discussed. Digital watermarking is an integral part of digital image processing. Digital watermarking is one of the most effective technique for hiding information. Several watermarking techniques are offered to conceal the secret information in form of digital data such as text, audio and video. Digital watermarking is provides facility to attach secret data in cover image which could be afterward used for extraction or detection for several uses like identification of owner [10], copyright protection, authentication and content protection etc. Requirements which should be fulfilled by watermarking techniques are discussed in section 2. Applications of watermarking are depicted in section 3. General watermarking techniques are keyed out in section 4. Related work in field of Digital watermarking techniques is elaborated in section 5. Categories of watermarking techniques are discoursed in section 6. Several attacks on watermarking techniques are keyed out in section 7. Section 8, depicts performance analysis metrics. Finally, this paper is concluded in section 9.

图像加密技术

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。

图像加密与隐写技术研究

图像加密与隐写技术研究

图像加密与隐写技术研究随着信息技术的快速发展,网络安全问题日益引起人们的关注。

图像加密与隐写技术作为信息安全领域的重要分支,已经得到了广泛的研究和应用。

本文将从理论和应用两个方面探讨图像加密与隐写技术的研究现状和发展趋势。

图像加密技术是通过采用一系列算法和方法,将图像数据转换为一种只有授权用户才能解析和还原的形式。

这种加密方式能够有效地保护图像的内容安全,防止其被未授权的人获取和窃取。

目前主要的图像加密技术包括传统的对称加密算法和公钥加密算法。

对称加密算法是目前应用较广泛的图像加密技术之一。

该算法使用相同的密钥对图像进行加密和解密,加密解密速度较快,适用于对图像进行实时传输和处理。

常见的对称加密算法有DES、AES等。

但对称加密算法存在密钥配送和管理的难题,且一旦密钥泄露,图像安全性将无法保证。

公钥加密算法是图像加密领域的另一种重要技术。

该算法使用一对密钥,包括公钥和私钥。

公钥用于加密图像,只有拥有对应私钥的用户能够解密图像。

公钥加密算法的优点在于密钥的管理和分发较为方便,能够解决对称加密算法的密钥问题。

RSA和椭圆曲线加密算法是常见的公钥加密算法。

除了图像加密技术,隐写技术也是图像安全领域的研究热点之一。

隐写是一种将秘密信息隐藏在看似普通的图像之中的技术。

隐写技术可以分为空域隐写和频域隐写两种形式。

空域隐写是指将秘密信息直接嵌入到图像的像素值中。

常见的空域隐写技术有最低有效位替换法、切比雪夫变换等。

最低有效位替换法是将秘密信息的二进制位嵌入到图像的最低位上,以实现信息隐藏的目的。

切比雪夫变换是一种将秘密信息嵌入到图像频谱中的方法,该方法在保证图像质量的同时,实现了信息的隐藏和提取。

频域隐写是指将秘密信息嵌入到图像的频域域中,包括傅里叶域和小波域两种形式。

频域隐写技术相对于空域隐写技术更加安全,能够抵抗一些空域隐写技术的攻击。

小波变换是目前应用较广泛的频域隐写技术之一,可以将秘密信息嵌入到图像的小波系数中,实现信息隐藏。

图像编码技术综述(九)

图像编码技术综述(九)

图像编码技术综述引言图像编码技术是数字图像处理领域中的核心技术之一,其在图像传输、压缩以及存储等方面发挥着重要作用。

随着数字图像的广泛应用,图像编码技术也在不断地发展和完善。

本文将对图像编码技术进行综述,介绍其基本原理和常用的编码方法。

一、图像编码原理图像编码是将图像转化为数字信号的过程,其目的是对图像进行压缩和编码,以实现有效的传输和存储。

图像编码的基本原理是对图像的冗余信息进行压缩,提高传输和存储的效率。

人眼感知原理人眼对图像的感知主要依赖于亮度、色度和空间频率等因素。

根据人眼对这些因素的感知特点,可以对图像进行相应的调整和优化,以实现更高效的编码。

信息冗余分析在一幅图像中,存在着大量冗余的信息,如空间冗余、光谱冗余和时间冗余等。

通过对图像冗余信息的分析和提取,可以实现对图像的有损和无损压缩,达到减小图像文件大小的目的。

二、图像编码方法图像编码方法根据其处理方式和运用领域的不同,可以分为有损压缩和无损压缩两大类。

有损压缩有损压缩主要是通过牺牲一些不重要的图像信息,以减小图像文件的大小。

常见的有损压缩编码方法有JPEG、MPEG和等。

JPEG(Joint Photographic Experts Group)是一种基于DCT (Discrete Cosine Transform)的压缩算法,广泛应用于静态图像的压缩和传输。

该方法通过将图像划分为不同的8×8像素的小块,然后对每个块进行DCT变换,最后对变换系数进行量化和编码。

MPEG(Moving Picture Experts Group)是一种基于运动补偿的视频压缩算法,适用于动态图像的压缩和传输。

该方法通过利用帧间和帧内的冗余信息,实现对图像序列的高效编码。

是一种广泛应用于视频压缩的编码标准,它结合了运动补偿、变换编码和熵编码等多种技术,具有高压缩比和较好的视觉质量。

无损压缩无损压缩是保持图像原始质量的同时,减小图像文件的大小。

数据加密技术综述

数据加密技术综述

数据加密技术综述在日常生活中,我们离不开各种形式的网络,如互联网、移动网络等。

但随之而来的问题就是网络安全。

在整个网络系统中,数据加密技术发挥着至关重要的作用。

本文将对数据加密技术进行综述,以了解这方面的知识和技术。

一、数据加密技术概述首先,我们需要了解什么是数据加密技术。

通俗地讲,数据加密是将原始数据通过一定的加密算法转换成不易被人类识别的格式,从而保护数据安全。

简单来说,就是将信息用一种方法编码,使得除了运用加密密钥的接收方外,其他人无法读懂该信息。

在实际应用中,数据加密技术分为对称密钥加密和非对称密钥加密两个大类。

对称密钥加密是指同一密钥可以同时用于加密和解密。

非对称密钥加密则是指加密和解密需要使用不同的密钥,即公钥和私钥。

二、数据加密技术种类和应用1.对称密钥加密对称加密应用广泛,其典型例子包括:DES、AES、RC4等。

其中,DES被广为应用于金融安全领域,AES作为后来开发的强密码算法,目前被广泛应用于各个领域,如金融、移动通信等。

2.非对称密钥加密非对称密钥加密技术主要由RSA、ElGamal、椭圆曲线加密等算法组成。

非对称密钥加密技术的应用包括数字签名、数字证书、安全套接层(Secure Sockets Layer)以及传输层安全协议(Transport Layer Security)等。

它们都依赖于公钥基础设施(Public Key Infrastructure,PKI)以确保数据加密的可靠性和安全性。

三、数据加密技术的优势1.安全性高:加密技术能够防止通过嗅探网络来窃取信息。

只有掌握解密密钥的人才能理解这些信息,从而有效保护数据隐私。

2.抗攻击性强:加密技术能够防止将恶意代码注入到网络中,有效抵御黑客攻击,保障数据安全。

3.操作简单:现今流行的加密技术都已简化到只需单击一个按钮即可实现。

用户遇到各种加密问题时,相信这一直观的界面也能引导他们顺利解决。

四、数据加密技术的挑战随着时代的变迁,网络技术呈现出爆炸性的发展,不断涌现的网络安全威胁也对数据加密技术提出了挑战。

图像加密技术在企业信息系统中的应用

图像加密技术在企业信息系统中的应用

图像加密技术在企业信息系统中的应用随着信息技术的不断发展,企业信息系统越来越成为企业进行管理、交流和传输信息的重要平台。

在这一背景下,信息加密技术逐渐被企业所采用,以确保其信息的安全性和机密性。

图像加密技术作为一种重要的加密技术,在企业信息系统中有着广泛的应用。

本文从图像加密技术的基本原理、优点和应用等方面探讨了图像加密技术在企业信息系统中的应用。

一、图像加密技术的基本原理图像加密技术是将一幅或多幅图像转化成一段密文,以保证图像的机密性和安全性。

图像加密技术的基本原理是利用一定的数学算法对图片进行加密,并通过密钥来实现加密和解密的过程。

图像加密方法有对称加密和非对称加密两种方式。

对称加密方式指加密和解密采用相同的密钥,加密速度快,但密钥的保密性较低;非对称加密方式采用公钥加密私钥解密的方式,安全性更高。

二、图像加密技术的优点在企业信息系统中,应用图像加密技术可以带来以下优点:1、确保信息安全性:图像加密技术可以将企业机密的信息进行加密,从而防止敏感信息被未经授权的人员窃取或篡改,确保企业信息的机密性和安全性。

2、提高企业信息系统的可靠性:通过采用图像加密技术可以提高企业信息系统的可靠性,保证企业信息系统的运行稳定性。

3、提升图像传输效率:图像加密技术采用了高效的加密算法,能够加快图像传输速度和提高传输效率,对于企业来说,这意味着更高的工作效率。

三、图像加密技术在企业信息系统中的应用1、安全监测系统在安全监测系统中,图像加密技术可以用于将监控设备拍摄的图像进行加密处理,从而防止图像被外部人员篡改或窃取等安全问题。

加密后的图像只能通过特定的解密方式进行还原,保证了监控系统的机密性和安全性。

2、金融行业信息系统在金融行业中,图像加密技术可以用于加密用户信用卡信息、账号信息、订单信息等。

通过加密这些信息,可以防止黑客或其它不法分子如身份盗窃和信用卡欺诈等行为。

3、医疗信息系统医疗信息系统中,图像加密技术的应用主要是对患者病历和电子病历等机密信息进行加密,防止病历信息泄露给未授权的人员,从而保护患者的隐私权利。

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。

图像加密技术的开题报告

图像加密技术的开题报告

燕山大学本科毕业设计(论文)开题报告课题名称:图像加密技术的 JAVA实现学院(系):里仁学院年级专业:08自动化2班学生姓名:杨合如指导教师:刘剑鸣完成日期:一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义(一)本课题国内外研究动态数字图像加密源于早期的经典加密理论,其目的是隐藏图像本身的真实信息,使窃取者或无关人员,在收到加密消息后无法获得原始图像,而接收方,则可用预先约定的密钥和解密方法,方便地把收到的加密信息解密出来。

图像加密主要有以下几种方法:基于矩阵变换/像素置换的图像加密算法、基于密钥分割与秘密共享的图像加密算法、基于现代密码体制的图像加密算法和基于混沌理论的图像加密算法。

下面简要阐述它们各自加密算法的原理、特点,分析各种算法的优缺点及发展趋势。

(1)基于矩阵变换/像素置换的图像加密技术基于矩阵变换/像素置换的图像加密技术,基于Arnold变换的系列置乱方法,可以等效为对图像矩阵进行有限步地初等矩阵变换,从而打乱图像像素的排列位置。

但初等矩阵变换是一种线性变换,其保密性不高。

基于Arnold 变换的加密算法和基于幻方的加密算法是不能公开的,这是因为加密算法和秘钥没有有效地分开,这和现代密码体制的要求是不相容的,即它不符合Kerckhoffs准则,而属于古典密码体制的范畴。

在实际应用中应该加以适当的改进,有两种方法:一是使这类加密算法的保密性提高;二是要使这类加密算法符合Kerckhoffs准则,适应现代密码学的要求。

另外,基于Arnold 变换的图像加密算法含有其动力学系统的庞加莱回复特性,而幻方矩阵也是由有限域上的元素所组成的,因而都容易受到唯密文迭代攻击,因而从根本上来说这类算法是不能公开的。

从加密算法不能公开、秘密不是完全依赖密钥这一点来看,这类加密算法是属于被淘汰之列的,除非它们能和其它的加密算法有效地结合,从而符合现代加密体制的规范。

(2)基于秘密分割与秘密共享的图像加密基于秘密共享的加密算法是基于Shamir在1979年提出的密钥分存的概念。

数字图像处理文献综述

数字图像处理文献综述

数字图像处理文献综述摘要数字图像处理是指将数字图像与计算机进行交互,将图像进行数字化处理以获得更好的视觉效果或用于其他应用领域。

本文对数字图像处理近期的研究文献进行综述,探讨数字图像处理的基本理论和在实际应用中的应用情况。

数字图像处理基本理论数字图像通常以灰度或彩色的方式呈现。

在数字图像处理中,基本的操作包括滤波,变换和复原等。

其中,滤波是最常用的操作之一,它用于去除图像中的噪声和其它干扰项。

变换用于将图像从一种形式转换为另一种形式,包括傅里叶变换、小波变换和Hough变换等。

复原则用于恢复由噪声和失真所造成的信息丢失。

数字图像处理的另外一个重要问题是图像分割。

图像分割是将图像分成不同的区域,这些区域可以是同质的,也可以是具有不同特征的。

在数字图像中,图像分割可以用于物体识别、边缘检测和目标跟踪等应用。

数字图像处理的应用场景数字图像处理可以应用于多个领域,如医学、机器人、安全监控、虚拟现实和自动驾驶。

在医学领域,数字图像处理可以用于医学图像的增强、识别和分析。

例如,数字图像处理可以用于诊断肿瘤、分析眼底图像和检查CT扫描图像等。

在机器人领域,数字图像处理可以用于机器人感知和导航。

例如,在自主驾驶汽车中,数字图像处理可以用于识别道路标记和行人,帮助汽车进行自主导航。

在安全监控领域,数字图像处理可以用于识别和跟踪可疑人员或物品。

例如,在机场或车站,数字图像处理可以用于识别和跟踪行李和车站内的人员。

在虚拟现实领域,数字图像处理可以用于增强虚拟世界的真实感和交互性。

例如,数字图像处理可以用于识别用户手势,帮助用户进行更加自然的交互。

数字图像处理的未来发展数字图像处理的未来发展将越来越多地涉及到深度学习和人工智能的技术,这些技术将用于图像识别和分析。

随着机器学习技术的增强,数字图像处理将可以更加准确地识别和分析图像,为实际应用带来更多的价值。

除此之外,数字图像处理的实际应用将与物联网、大数据和云计算等新技术结合在一起,从而开创出更多的可能和机会。

基于深度学习的图像隐写研究综述

基于深度学习的图像隐写研究综述

基于深度学习的图像隐写研究综述摘要:随着信息技术的快速发展,图像隐写作为信息隐藏的重要手段,在信息安全领域具有重要的应用价值。

近年来,深度学习技术的兴起为图像隐写带来了新的机遇和挑战。

本综述旨在对基于深度学习的图像隐写技术进行全面的分析和总结,包括其发展历程、主要方法、性能评估以及面临的问题和未来的发展趋势。

一、引言在当今数字化时代,信息的安全传输和存储成为人们关注的焦点。

图像隐写技术通过将秘密信息嵌入到普通的图像中,实现了信息的隐蔽传输,有效地保护了信息的安全性。

传统的图像隐写方法主要基于手工设计的算法,存在着隐写容量有限、抗检测能力弱等问题。

深度学习技术的出现为解决这些问题提供了新的思路和方法,使得图像隐写技术得到了快速的发展。

二、深度学习在图像隐写中的发展历程(一)早期探索阶段在深度学习技术的早期,研究人员开始尝试将神经网络应用于图像隐写。

2014 年,生成对抗网络(GAN)的出现为图像隐写提供了新的可能性。

2016 年,第一个基于深度学习的隐写模型——SGAN 被提出。

该模型利用 DCGAN 生成载体图像,并使用传统的嵌入算法实现秘密信息的隐藏,为后续的研究奠定了基础。

(二)快速发展阶段随着深度学习技术的不断发展,越来越多的基于深度学习的图像隐写方法被提出。

研究人员从不同的角度出发,提出了多种类型的隐写模型,如基于生成载体式、嵌入载体式、合成载体式和映射关系式等。

这些模型在隐写容量、抗检测能力和图像质量等方面都取得了显著的提升。

(三)成熟应用阶段近年来,基于深度学习的图像隐写技术已经逐渐成熟,并在实际应用中得到了广泛的关注。

研究人员不仅关注隐写模型的性能,还开始关注其安全性和可靠性。

同时,随着硬件设备的不断升级,深度学习模型的计算效率也得到了提高,使得图像隐写技术能够更加高效地应用于实际场景。

三、基于深度学习的图像隐写主要方法(一)基于生成载体式1.原理:该方法首先利用生成对抗网络生成尽可能真实的载体图像,然后在生成的载体图像中嵌入秘密信息。

图像编码技术综述(一)

图像编码技术综述(一)

图像编码技术综述一、引言在当代数字化时代,图像编码技术的发展具有重要意义。

随着数字技术的迅猛发展,图像作为一种重要的信息媒体,已经普及到人们生活的方方面面。

图像编码技术的目标是通过尽可能少的比特数来表示图像信息,从而实现图像的高效传输和存储。

本文将综合介绍图像编码技术的发展历程和现有方法。

二、图像编码的基本原理1.图像编码的概念图像编码是将图像转换为数字信号的过程,该数字信号可以在计算机中被处理、传输和储存。

图像编码的目标是在保持图像质量的前提下,尽可能地减小数据量。

2.图像编码的基本原理图像编码技术的基本原理是利用人类视觉系统的特性,对图像进行不可感知的数据压缩。

其中,离散余弦变换(DCT)、小波变换(WT)等变换方法常被应用于图像编码中,而熵编码方法如霍夫曼编码和算术编码则常用于压缩后的显著系数进行编码。

三、图像编码的发展历程1.传统图像编码技术早期的图像编码技术主要采用基于变换和熵编码的方法。

著名的JPEG编码就是基于DCT变换和霍夫曼编码的典型代表。

2.无损图像编码技术无损图像编码技术的目标是保持原始图像的完全一致,主要用于医学图像、遥感图像等对图像质量要求较高的应用领域。

无损编码技术的发展主要包括预测编码、算术编码、字典编码等方法。

3.基于深度学习的图像编码技术近年来,随着深度学习技术的引入,图像编码领域也出现了一些基于卷积神经网络(CNN)的编码方法。

这些方法通过神经网络的学习和优化,能够在保持较高图像质量的同时实现更高效的压缩。

四、主流图像编码方法概述1.基于变换的方法基于变换的图像编码方法主要包括JPEG、JPEG 2000等。

JPEG采用的是DCT变换,而JPEG 2000则引入了小波变换技术,相对于JPEG 具有更好的编码性能。

2.基于预测的方法基于预测的图像编码方法主要包括JPEG-LS、PNG等。

这些方法通过建立预测模型,利用预测误差进行压缩编码。

3.基于深度学习的方法基于深度学习的图像编码方法包括基于CNN的方法如End-to-End图像编码和基于生成对抗网络(GAN)的方法等。

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摘 要 针对数字图像的特点,分析了传统加密算法不适 用 的 原 因,陈 述 了 数 字 图 像 加 密 的 现 状 ,对 基 于 空 间 域 的 像 素置乱、基于混沌的加密、基于变换域的加密、基于秘密分割与秘密共享的加密、基于神经网络和元胞自动机的加 密 以
及基于盲源分离的加密进行了详细描述,并对它们的特 点 进 行 了 分 析 比 较 。最 后,举 例 分 析 了 大 量 典 型 的 加 密 算 法 ,
1 引 言
密、基于秘密分割与秘密共享的加密、基于神经网络和元胞 自 动 机 的 加 密 、基 于 盲 源 分 离 的 加 密 。
在诸如军事协同作 战、电 子 政 务、工 业 协 同 设 计、场 景 监 控、远程医疗与远程教育等传输系统中,需要可靠的图像加 密
2.1 基 于 空 间 域 的 像 素 置 乱 置乱变换可以快速 地 打 乱 像 素 位 置,破 坏 图 像 中 原 有 的
指 出 了 它 们 的 不 足 ,并 探 讨 了 进 一 步 的 研 究 方 向 。
关 键 词 图 像 加 密 ,置 乱 ,混 沌 ,空 间 域 ,变 换 域 中 图 法 分 类 号 TP391 文 献 标 识 码 A
Digital Image Encryption:A Survey
技术。传 统 加 密 算 法 针 对 一 维 数 据 流 而 设 计 ,如 DES、3- DES、IDEA、AES,没 有 考 虑 数 字 图 像 具 有 数 据 量 大、空 间 有 序、相关性强、冗余度高的特点,具有较高的计算复杂度,加 密 效率也不高。图像加 密 算 法 有 如 下 几 个 要 求:① 安 全 性。 混 淆和扩散是当前设计具有计算安全性的密码的必要条件。② 实时性。加密算法的使用不能给图像数据传输和存取带来过 大的延迟。③数据量 不 发 生 膨 胀。 为 了 不 给 存 储、传 输 带 来 更大的负担,加密处 理 不 能 使 密 文 数 据 量 发 生 膨 胀。 如 果 可
以,应尽量结合压 缩 编 码 进 行。 ④ 数 据 格 式 不 变。 不 加 密 与 图 像 格 式 密 切 相 关 的 数 据 字 段 ,可 以 尽 量 减 少 明 密 文 对 的 泄 漏 。 另 外 ,在 一 些 应 用 中 需 要 保 持 格 式 兼 容 。
2 数 字 图 像 加 密 研 究 现 状
空间有序性和局部 相 关 性,把 图 像 变 得 杂 乱 无 章、无 法 识 别, 使图像呈现一种类似噪声的形式。为了保证加密之后还能正 确恢复,置乱变换必 须 为 一 一 映 射。 目 前 的 置 乱 方 法 有:Ar- nold变换及其扩展变 换 (如 猫 映 射、广 义 猫 映 射[1]、二 维 双 尺 度矩形映射、仿 射 变 换、n 维 广 义 Arnold 变 换 )、Baker映 射、 幻方变 换、魔 方 变 换、基 于 S 盒 的 置 乱、基 于 拉 伸 折 叠 思 想 的 置乱、基于 Scan语言的置乱、基于骑士巡游的 置 乱、基 于 随 机 数排序的置乱、基于像素值排序的自适应置乱、基于线映射 的
(Air Force Equipment Department,Beijing 100009,China)2
Abstract According to the feature of digital image,the reason why traditional cipher algorithms are not applicable was analyzed,and the development of digital image encryption was surveyed.Some techniques,such as pixel permutation in space domain,encryption based on chaos,encryption in transform domain,image secret segmentation and sharing,en- cryption based on neutral network and cellular automata,encryption based on blind source separation,were illustrated, and the corresponding characteristics were analyzed and compared.At last,a large number of typical encryption algo- rithms were analyzed in detail to expose their weakness,and the future research direction was discussed. Keywords Image encryption,Scramble,Chaos,Space domain,Transform domain
第 39 卷 第 12 期 2012 年 12 月
计算机科学 Computer Science
数字图像加密综述
Vol.39 No.12 Dec 2012
文 昌 辞1 王 沁1 苗 学 与 技 术 系 北 京 100083)1 (空 军 装 备 部 北 京 100009)2
WEN Chang-ci 1 WANG Qin1 MIAO Xiao-ning2 LIU Xiang-hong2 PENG Yang-xiang2 (Department of Computer Science and Technology,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China)1
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