数字图像加密技术
数字图像加密算法
大部分网络安全保护措施是通过传统的 加密技术实现的，它将图像、声音、文 字等多媒体数据文件通过加密处理形成 加密文件，一般人无法识别，只有知道 密码的一方才能看到或听到加密的有意 义的信息。
数字图像加密算法
数字图像加密源于早起的经典加密理论，其目 的是将一幅给定的图像按一定得变换规则在空 间域或频域将其变换为一幅杂乱无章的图像， 从而影响其图像本身的真实信息。 缺点：数字图像由于其数据量大和相关性的特 点，使用传统的加密算法对数字图像进行加密 很难满足在应用中的实时性要求。
所用的载体可以是文字、图像、声音及 视频等，为增加破解难度，也可以把加 密与隐藏技术结合起来，即先对信息加 密得到秘闻，再把秘闻隐藏在载体中。 它较之单纯的密码加密方法更多了一层 保护，将需要保护的信息由”看不懂” 变成”看不见”。
信息隐藏可分为隐秘技术和水印技术。 隐秘技术主要用于保密通信，它所要保 护的是隐藏信息；水印技术主要用于版 权保护以达到鉴别真伪的目的，它最终 所要保护的是载体，例如可将数字、序 列号、文字、图像标志等版权信息嵌入 到多媒体数据中，以起到版权保护的作 用，以及证件、票据的防伪等。
典型Arondl变换算法
Aronld变换可以看做是裁剪和拼接的过 程。 通过这一过程将离散化的数字图像矩阵S 中的点重新排列。由于离散数字图像是 有限点集，这种反复变换的结果，在开 始阶段S中像素点的位置变化会出现相当 程度混乱 。
由于动力系统固有的特性，在迭代进行 到一定步数时会恢复到原来的位置，即 变换具有庞加莱回复性 。 动力系统的演化规则是一组函数的固定 规则，它描述未来状态如何依赖于当前 状态的。这种规则是确定性的，即对于 给定的时间间隔内，从从现在的状态只 能演化出一个未来的状态。
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。
基于DCT变换的数字图像加密技术研究
基于DCT变换的数字图像加密技术研究数字图像加密技术已经成为了当今信息安全保护的必要手段之一，具体来说通过加密对原始数据进行转换和混淆，让第三方无法直接获取到原始数据，从而确保安全性。
而基于DCT变换的数字图像加密技术，是其中一种高效可靠的加密方案。
首先，我们需要了解DCT变换的基本概念。
DCT是离散余弦变换（Discrete Cosine Transform）的缩写。
它是一种基于余弦函数的变换方法，主要用于信号和图像压缩、提取特征等方面。
在数字图像加密方面，可以使用DCT变换来对原始图像进行变换，从而达到加密的目的。
在DCT变换的基础上，数字图像加密技术主要包括以下几个步骤：第一步，对原始图像进行分块处理。
由于数字图像是由像素点组成的，因此我们需要将原始图像分块处理，以便对每个块进行加密。
第二步，对每个块进行DCT变换。
将每个块进行DCT变换，得到其频域信息。
第三步，对DCT系数进行加密。
根据加密算法对DCT系数进行加密，可以采用对称加密算法，非对称加密算法或者混合加密算法等，以提高加密安全性。
第四步，对加密后的DCT系数进行反变换。
对加密后的DCT 系数进行逆DCT变换，可以得到加密后的图像块。
第五步，对加密后的图像块进行重组。
将加密后的图像块进行组合，可以得到完整的加密图像。
在数字图像加密技术中，对DCT系数进行加密是最关键的一步。
一般采用对称加密算法，通过密钥将DCT系数进行加密。
对称加密算法加密速度快、加密强度高，但密钥管理较为困难，需注意保密性。
而非对称加密算法则涉及到公钥和私钥的管理，虽然密钥管理较为容易，但加密效率低。
因此，在实际应用中可以采用对称与非对称加密算法的混合方案，以最大程度上保证加密效率和安全性。
总之，基于DCT变换的数字图像加密技术是目前应用较为广泛和有效的加密方案。
虽然其在一定程度上能够保护图像的安全性，但仍需注意在实际应用中密钥的管理和保密以及加密算法的选择等问题。
LSB数字图像加密技术
LSB数字图像加密技术实验一：LSB 信息隐藏实验【实验目的】：一、熟悉MATLAB 基本操作二、完成LSB 实验【实验内容】：（请将你实验完成的项目涂“■”）实验完成形式：■ 用MA TLAB 函数实现LSB 信息隐藏和提取■ 用MA TLAB 命令行方式实现LSB 信息隐藏和提取□ 其它：（请注明）实验选择载体：■ 256×256灰度图像■ 256×256RGB 图像■ 任意大小的RGB 图像实验效果和分析：■ 分析了LSB 算法的抗攻击能力■ 能随机选择嵌入位（考虑安全性因素）■ 嵌入位均匀分布于载体□ 信息提取的检错/纠错□ 其它：（请注明）【实验工具及平台】：■ Windows+Matlab ■ 其它：（请注明） WinHex【实验涉及到的相关算法】：1、RGB 图像的每个像素有三个颜色分量（r,g,b ）构成，且r,g,b 三个颜色分量都是取值（0,1）内的，为了便于计算机的“位”概念相联系，进行LSB 操作，我们想（0,1）与（0,255）进行对应。
10255doubleuint8图一在uint8中修改单位1，实际上就是相应修改像素值1/256=0.0039。
嵌入过程：for (i=1;i<=像素序列个数;i++)综合评分：i i s c →For(i=1;i<=秘密消息长度;i++)//将选取的像素点的最不重要位依次替换成秘密信息 i i j j i s c m →?图二提取过程:For(i=1;i<=秘密消息长度;i++) {i i j ? //序选取()i i j m LSB c ← }图三本实验中LSB 认为是图片中每个像素的最低位bit 值【实验分析】：1、顺序隐藏，256*256灰度图，LSB=1原始图像隐藏信息的图像ＬＳＢ空域信息隐秘ＬＳＢ空域信息隐秘位置隐秘消息的像素未隐秘消息的像素隐藏的信息：左图是原始图像与隐写图像的区别，可以看到左边的白色部分是两幅图的不一样之处，也就是隐秘消息的地方，因为是顺序隐秘，所以很容易检测出。
数字图像加密算法的研究与实现
数字图像加密算法的研究与实现摘要数字图像加密是进行数字图像信息保密的一种手段。
随着信息技术的飞速发展，数字图像在各个领域中有着极为广泛的运用，那么数字图像中所包含的信息安全性应受到重视。
数字图像本身具有数据量较大的特点，用传统的的加密方法往往无法达到加密的要求，许多学者对数字图像的信息安全性进行了多次研究并提出了许多强而有效的算法。
本文研究并实现了一种基于混沌序列置乱的数字图像加密算法，通过密钥产生混沌序列，将该混沌序列进行逻辑排序，并以此排列方法对数字图像进行加密。
该算法隐私性较强，在数字图像的加密和解密过程中均需要密钥的参与，因此不知道密钥的用户无法恢复数字图像，具有良好的保密性。
关键词：数字图像混沌加密数据隐藏AbstractDigital image encryption algorithm is a method about keeping the information of digital image secret.With the quick development of informational technology,the digital image has been utilized in many areas,so the security of message that digital images carry should be paid attention.Particularly ,digital images have the characteristic of a large amount of data,it can not meet demands about encryption that encrypting data in traditional way,which leads to a lot of scholars have spent much time and energy on researching the security about digital image information and illustrated many effective algorithm.This article discuss and illustrate a kind of digital image encryption algorithm based on chaotic array disruption,producing chaotic array according to the key,then logically arranging existed chaotic array,finally encrypt digital image with same logic.It shows better privacy.This process requires keys participating in both encryption and deciphering,so anyone does not know the key who can not rebuild the original image.Key words:digital image chaotic encryption hiding data目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1数字图像加密的基础理论 (4)1.1密码学的介绍 (4)1.2 图像加密技术 (4)1.3数字图像的置乱 (5)1.4混沌加密简介 (5)1.5混沌加密安全性分析 (6)2开发工具简介 (8)3基于混沌的数字图像加密算法 (11)3.1数字图像混沌加密算法总体设计 (11)3.2 数字图像混沌加密算法 (11)3.3数字图像混沌解密算法 (13)4实验仿真与结果 (14)4.1编程实现相关函数及其方法 (14)4.2仿真结果 (14)4.2.1非彩色图像实验仿真 (14)4.2.2彩色图像实验仿真 (16)结论 (18)附录1混沌加密与混沌解密算法代码 (19)绪论计算机和网络的飞速发展为多媒体数字产品的使用、传播提供了极其便利的途径，然而由于数字产品具有极易被复制和修改的特性，使得数字作品的信息安全问题和版权保护成为迫切需要解决的难题。
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随着信息和通信技术的不断发展，人们对信息的保密性要求越来越高。
特别是在互联网高度发达的时代，数字图像成为了人们交流、存储和传递信息的重要手段。
在这样的背景下，数字图像加密技术的研究和应用已成为了热门话题。
数字图像加密技术作为一种保护数字图像安全性的手段，通过将数字图像进行加密处理，从而达到信息的保密目的。
根据操作方法的不同，数字图像加密技术可以分为对称和非对称两种加密方式。
对称加密方式是指加密和解密使用同一密钥的方式。
其中，常见的加密算法有DES、AES和IDEA等。
具体操作过程是，通过密钥将明文图像加密后得到密文图像，接着再通过同一密钥进行解密操作，得到原始的明文图像。
对称加密方式速度较快，但是密钥的传递和保护是一个重要的问题。
因为只要密钥暴露，那么加密就会失去保密效果。
非对称加密方式则是指加密和解密使用不同密钥的方式。
其中，常见的加密算法有RSA和DSA等。
具体操作过程是，将一对密钥产生后将其分为私钥和公钥两部分。
私钥只有所有者才能拥有，而公钥则可以分发给任何需要发送信息的人。
通过公钥进行加密操作，得到密文图像，接着使用私钥进行解密操作，得到原始的明文图像。
非对称加密方式安全性较高，但是处理时间较对称加密方式长。
除了对称和非对称加密方式外，数字图像加密技术还有基于混沌和分形等数学理论的加密方式。
这些加密方式一般被称为“新型加密技术”，通过利用非线性的动态特征进行图像加密，提高了加密系统的安全性，同时也在加密系统中应用了数学领域中的前沿技术，具有较强的科技含量。
数字图像加密技术的研究是为了解决数字图像安全问题，并促进数字图像的更加广泛和更多样的应用。
这些应用包括但不限于在线交易、电子商务、视频会议、多媒体信息系统等。
同时，数字图像加密技术还可以用于政府、军队、企业等领域中，保护机密信息的安全性。
然而，在数字图像加密技术的研究和应用过程中，还存在一些问题亟待解决。
比如密钥管理、加密算法的可靠性和鲁棒性、加密速度等问题。
数字图象加密与数字水印技术研究
数字图象加密与数字水印技术研究数字图像加密与数字水印技术研究1. 引言数字图像的广泛应用以及便携数码设备的普及，给图片的隐私保护带来了全新的挑战。
数字图像加密和数字水印技术应运而生，成为保护图像信息安全的重要手段。
本文主要探讨数字图象加密与数字水印技术的基本原理、应用领域和发展动态，为提高图像信息安全性提供参考。
2. 数字图像加密的基本原理数字图像加密是将明文图像通过特定的加密算法转化为密文图像，以防止未经授权的访问者获取私密信息。
常用的数字图像加密算法有AES（Advanced Encryption Standard）和DES（Data Encryption Standard）等。
加密的过程包括密钥生成、数据分割和加密模块。
同时，解密的过程也需要用到相应的密钥和解密算法。
数字图像加密技术在军事、金融、医疗等领域有重要应用。
3. 数字水印的基本原理数字水印是在数字图像中嵌入一定信息的技术，不影响原始图像的视觉效果，但可被提取出来验证图像的真实性和完整性。
数字水印分为可见水印和不可见水印两种类型。
可见水印一般用于图像版权保护，而不可见水印更适用于认证和鉴别等方面。
主要的数字水印算法有LSB（Least Significant Bit）、DCT（Discrete Cosine Transform）和SVD（Singular Value Decomposition）等。
4. 数字图像加密与数字水印的应用领域4.1 图像版权保护数码时代，图像盗版问题严重，数字水印技术可用于保护图像版权。
水印的嵌入和提取可通过数字图像加密技术来实现对版权信息的保护。
4.2 数字证据随着社会的进步，数字图像作为法庭中一种重要证据被广泛应用。
利用数字水印技术可以确保图像证据的真实性和完整性。
4.3 医学图像隐私保护医学图像中包含大量隐私信息，泄露可能导致个人隐私泄露和医学安全问题。
将数字水印技术应用于医学图像中，可以加密患者的个人信息，提高隐私保护效果。
基于混沌算法的图像加密技术研究
基于混沌算法的图像加密技术研究图像加密技术是一种将数字图像转化为不可读的密文，以保护图像的安全性和隐私性的方法。
在信息传输和存储过程中，图像加密技术起到了至关重要的作用。
随着计算机技术的不断发展，混沌算法作为一种新型的加密技术，逐渐引起了研究者们的兴趣。
本文将以基于混沌算法的图像加密技术为研究主题，系统地介绍混沌算法在图像加密中的应用和研究成果。
首先，我们来了解一下混沌算法。
混沌是一种表现出无序、不可预测性和敏感性依赖于初始条件的动态行为的系统。
混沌算法通过利用这种系统的特性，将图像中的像素值进行随机重排或者替代，以实现对图像的加密。
在基于混沌算法的图像加密技术中，最常见的方法是混沌映射法。
混沌映射法通过选择适当的混沌映射函数，将图像中的像素值和密钥进行混淆，从而实现图像的加密。
常用的混沌映射函数有Logistic映射、Tent映射、Henon映射等。
这些映射函数具有迭代快速、初始值敏感等特点，能够有效地对图像进行加密。
在具体的图像加密过程中，混沌算法通常与其他加密算法结合使用。
最常见的是混合加密算法，即将混沌算法和传统的对称加密算法（如AES算法）结合使用。
首先，将图像进行分块处理，然后使用混沌算法生成随机数序列作为密钥，并将密钥和图像的像素值进行异或操作。
接下来，采用对称加密算法对密钥进行加密，进一步提高了图像的安全性。
在解密过程中，按照相反的步骤进行操作，即先使用对称加密算法解密密钥，再将密钥和密文进行异或操作，最后利用混沌算法恢复原始图像。
除了混淆像素值和密钥之外，基于混沌算法的图像加密技术还可以采用其他手段对图像进行加密。
例如，可以通过对图像进行像素位移、差分扩散、像素替代等操作，进一步增加图像的复杂性和随机性，提高加密强度。
此外，还可以引入模糊化技术和水印技术，使得加密后的图像满足一定的鲁棒性要求，以增强图像的安全性和可用性。
基于混沌算法的图像加密技术具有许多优点。
首先，混沌算法具有天然的随机性和不可预测性，能够充分满足图像加密的安全性要求。
数字图像加密技术
程 clear RGB=imread('lenna.jpg');
序 s=size(RGB); 一 r=randsample(s(1),s(1));
RGBS=RGB(r,:,:); t=1;j=1;f=1:r; while t<=length(r)
f(j)=find(r==t); t=t+1; j=j+1; end f; RGBE=RGBS(f,:,:); subplot(1,2,1);imshow(RGBS);title('加密后','fontsize',20); subplot(1,2,2);imshow(RGBE);title('解密后','fontsize',20);是随着信息安全与保密被重视而发展起来的。
良好的数字图像加密算法一方面可以达到使非法使用者无法破译图像内
容的目的。 Digital image encryption, decryption technology is with the
development of information security and confidentiality are considered. Good digital image encryption algorithm based on the one hand, can achieve the purpose of making illegal users unable to decipher image content.
基于Matlab的数字图像加密 解密技术研究
Contents
1
概述
2
随机打乱各层的行或列
3
像素点随机打乱
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。
数字图像加密技术的研究
数字图像加密技术的研究近年来，随着数字图像在各个领域的广泛应用，保护图像的安全性和隐私性变得尤为重要。
数字图像加密技术应运而生，成为保护图像隐私的重要手段。
本文将探讨数字图像加密技术的研究现状以及其在保护图像安全性方面的应用。
数字图像加密技术是一种基于密码学原理的技术，通过对图像进行加密转换，使得除了授权者之外的任何人无法理解图像的内容。
在图像加密过程中，首要考虑的是加密算法的安全性和效率。
常见的数字图像加密算法有DES（数据加密标准）、RSA （一种非对称加密算法）以及AES（高级加密标准）等。
这些算法通过对图像像素值的置乱、置换和替换等操作，实现对图像的加密保护。
同时，为了提高加密效率，研究者们还提出了很多优化算法，如基于混沌系统的加密算法和基于人工智能的加密算法等。
数字图像加密技术的研究不仅仅局限于加密算法的设计，也涉及到加密密钥的生成和管理、加密图像传输和解密等方面。
密钥的生成和管理是加密技术的核心问题之一。
目前，常用的密钥生成方法有基于密码学的方法、基于混沌系统的方法和基于生物特征的方法等。
这些方法都旨在生成强大的密钥，保证加密的安全性。
而加密图像的传输和解密则需要保证图像在传输过程中不被篡改，同时能够被授权者正确解密。
为了实现这一目标，研究者们提出了很多解决方案，如基于公钥密码学的数字签名、数字水印技术以及多重加密技术等。
数字图像加密技术的研究不仅在保护个人隐私方面具有重要意义，还在军事、医学、金融等领域有广泛的应用。
例如，在军事领域，加密技术可以用于保护机密图像的传输和存储，防止敌方获取敏感信息。
在医学领域，加密技术可以用于保护医学影像的隐私，防止未经授权的人员获取患者的隐私信息。
在金融领域，加密技术可以用于保护金融交易的安全性，防止黑客攻击和信息泄露。
综上所述，数字图像加密技术的研究对于保护图像的安全性和隐私性具有重要意义。
当前，这一领域的研究主要集中在加密算法的设计和密钥的生成管理等方面。
数字图像加密课程设计
数字图像加密课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握数字图像加密的基本原理和常用算法，能够运用这些知识对图像进行加密和解密，提高学生对信息安全领域的认识和兴趣。
具体来说，知识目标包括了解数字图像加密的背景和意义，掌握图像加密的基本概念和常用算法；技能目标包括能够使用相关软件进行图像加密和解密，能够分析和解决图像加密过程中遇到的问题；情感态度价值观目标包括培养学生的信息安全意识，提高学生对数字图像加密技术的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字图像加密的基本原理和常用算法。
首先，介绍数字图像加密的背景和意义，让学生了解图像加密的重要性。
然后，讲解图像加密的基本概念，包括加密模型、加密方法和加密强度等。
接着，介绍常用的图像加密算法，如对称加密算法、非对称加密算法和混合加密算法等。
最后，通过案例分析，让学生了解这些算法在实际应用中的具体使用方法和效果。
三、教学方法为了实现教学目标，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
首先，通过讲授法，向学生传授图像加密的基本原理和常用算法。
然后，通过讨论法，引导学生主动思考和探讨图像加密技术的相关问题。
接着，通过案例分析法，让学生了解图像加密算法在实际应用中的具体使用方法和效果。
最后，通过实验法，让学生动手实践，提高学生对图像加密技术的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，我们将选用权威、实用的数字图像加密教材，为学生提供全面、系统的学习资料。
参考书方面，我们将推荐一些相关的书籍，供学生深入学习和研究。
多媒体资料方面，我们将制作和收集一些与课程相关的视频、动画和图片等，丰富学生的学习体验。
实验设备方面，我们将准备一些图像加密和解密的软件和硬件设备，让学生能够进行实际的操作和实验。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
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。
数字图像加密技术
reshape:该函数可将矩阵重新排列，调用方式为reshape(A,m,n,q)即将
矩阵A重置为m*n*q的矩阵。
find：可找出矩阵中某一元素的位置
2
准备知识
A(b)：可将矩阵A中的元素按照向量b的顺序重新排列
原理：
用imread函数将图像读入矩阵RGB中, RGB是一个m行n
列3层的矩阵。
用randsample产生一个与图像矩阵RGB的行数m相等的
整数随机数列并返回到r中。这样就可以将原图像矩阵的行随 机打乱，将打乱后的矩阵返回至RGBS中。 用find函数找出向量r内从1到m的元素的位置并返回到向
量f。至此就可以将打乱的图像还原。
程 序 一
clear RGB=imread('lenna.jpg'); s=size(RGB); r=randsample(s(1),s(1)); RGBS=RGB(r,:,:); t=1;j=1;f=1:r; while t<=length(r) f(j)=find(r==t); t=t+1; j=j+1; end f; RGBE=RGBS(f,:,:); subplot(1,2,1);imshow(RGBS);title('加密后','fontsize',20); subplot(1,2,2);imshow(RGBE);title('解密后','fontsize',20);
程 序 五
clear RGB=imread('lenna.jpg'); s=size(RGB); r=rand(s(1),s(2),s(3))*50; RGBD=im2double(RGB); RGBS=RGBD.*r; RGBE=RGBS./r; subplot(1,2,1);imshow(RGBS);title('加密后','fontsize',20); subplot(1,2,2);imshow(RGBE);title('解密后','fontsize',20);
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。
数字媒体中的图像加密技术研究
数字媒体中的图像加密技术研究数字媒体在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，图像作为其中的一种重要形式，更是受到了广泛的关注和应用。
然而，随着科技的不断发展和网络的普及，图像加密技术也变得越来越重要，保护图像信息的安全已经成为人们迫切需要解决的问题。
本文就数字媒体中的图像加密技术进行一番探讨。
一、数字媒体中的图像加密技术概述数字媒体中的图像加密技术是指将图像信息经过特定的算法处理，使之难以被未授权的第三方获取或破解，达到保护图像信息的目的。
在数字媒体应用中，如图片传输、视频聊天、网络商店等，我们通常会使用图像加密技术来保证图像信息的安全性。
图像加密技术主要通过两种方式来加密处理图像信息，一种是基于图像的加密技术，即将图像像素信息进行加密处理；另一种是基于压缩的加密技术，即在对图像进行压缩处理前进行加密。
二、数字媒体中的图像加密技术方法1. 基于图像的加密技术（1）置乱加密法置乱加密法是将原始图像的像素位置进行随机排列，使得像素间的依赖关系失去原来的形式而变得难以分析，从而达到加密效果。
然而，置乱加密法存在一定的缺陷，比如只能进行整数倍长度的图像加密，容易出现像素丢失等问题。
（2）可逆变换加密法可逆变换加密法是通过一定的可逆变换将原始图像进行加密处理。
这种加密方式可以实现不改变图像像素值的情况下进行加密，对图像保持原始的颜色和对比度，同时也可以避免由于像素位置变化所引起的信息丢失等问题。
（3）时频域复合加密法时频域复合加密法是将时域和频域的加密进行复合，同时对图像进行加密处理。
该加密方案不仅可以提高加密的稳定性，也可以避免对图像的原始像素进行破坏。
2. 基于压缩的加密技术基于压缩的加密技术使用了一系列的压缩和解压算法，将加密图像作为压缩数据流传输，只有授权用户才能够解压和查看图像信息。
相比于基于图像的加密技术，基于压缩的加密技术更加高效和便捷，但是也存在对成功率和压缩比的限制。
三、数字媒体中的图像加密技术应用数字媒体中的图像加密技术在各个领域都得到了广泛应用，比如医学图像加密处理、无人机图像传输、网络视频会议等。
(完整word版)数字图像加密与实现
数字图像加密与实现摘要：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。
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。
信息加密与信息隐藏从不同的角度保证信息的安全，如果我们将信息加密与信息隐藏有机地相结合,可进一步提高信息的安全性.关键词:计算机；数字图像；加密；实现在分析数字图像的结构和特点，对数字图像进行加密和解密，即:利用一定的算法对一副图像进行加密以达到不暴露原始图像的目的，然后进行解密以达到恢复原始图像的目的。
一、数字图像加密技术1、数字图像加密的原理与通用模型数字图像加密就是在发送端采用一定的算法作用于一幅图像明文,使其变成不可识别的密文，达到图像保密的目的。
在接收端采用相应的算法解密,恢复出原文。
其通用算法模型如图1-1所示:2、数字图像加密的典型算法目前国内外对数字图像加密的研究主要采用以下几种方法：（1）基于矩阵变换像素置换的图像加密技术1）Arnold变换，俗称猫脸变换.设像素的坐标x,y∈S={0，1,2,…，N—1}，则Arnold变换为：公式(2—4)Arnold变换可以看做是裁剪和拼接的过程。
通过这一过程将离散化的数字图像矩阵S中的点重新排列.由于离散数字图像是有限点集，这种反复变换的结果，在开始阶段S中像素点的位置变化会出现相当程度的混乱,但由于动力系统固有的特性，在迭代进行到一定步数时会恢复到原来的位置.2)按幻方做图像像素置乱变换。
这种变换实质上是矩阵的初等变换，并且由于幻方矩阵是一有限维矩阵，经过n次置换,又会回到原来的位置,因而也可以用（1）所述的方法加以破译,固其加密效果也是不好的。
但若能把初等矩阵变换转化为某种非线性变换则有可能增强置乱效果,再结合其它的现代密码学的一些成熟的加密算法如DES，RSA等则可以增加算法的保密性[6]。
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。
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数字图像加密技术
1、引言
随着计算机网络的开放、共享性以及互联程度的日益扩大，Internet 得到了飞速的发展和应用，网络的重要性及其对社会的影响也越来越大。
与此同时，网络的安全保密问题也已成为日益严重的现实问题。
近年来，无论官方还是民间机构，都对信息的安全存储、保密传输、真伪验证等问题高度重视。
2、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 至255 表示)。
常见的加密算法，如DES 、AES 、RSA 等都是针对文本、数据加密而提出的。
对于在数字图像方面的加密来说，常见的也是采用这些文本加密技术的思想。
但是，文本和图像也存在很多区别，主要是：
（1）图像信息量非常大.
(2) 相邻像素具有相关性. 由于图像的可视性,一定区域内色彩是相似的,因此相邻像素间有很强的相关性. 文本加密技术并没有考虑这种相关性,而是依次加密每个像素.
(3) 加密图像在解密时常允许一定失真. 这种图像失真只要控制在人的视觉内是完全可以接受的.显然在加密和解密时,需要考虑图像的这种特点. 文本加密技术没有考虑失真度的问题.
(4) 需要预处理. 数字图像一般以二维数组的数据格式存储,而文本加密技术都要求先将待加密的数据转换为二进制的数据流,如果图像很大的话,需要一定的图像预处理时间,降低了加密效率.
3、数字图像加密方法
1）基于Arnold 变换的图像加密算法
(1)基于二维Arnold 变换的图像加密算法
Arnold 变换是Arnold 在研究环面上的自同态时提出的一种变换，俗称猫脸变换。
利用Arnold 变换的周期性，即当迭代到某一步时将重新得到原始图像，这使得很容易进行图像的加密与解密。
基于Arnold 变换，可以通过置乱图像的位置空间或相空间两种方式对图像进行加密。
设有单位正方形上的点（x ，y ），将点（x ，y ）变到另一点（x ’,y ’）的变换为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛''y x =()l y x mod 2111⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛，此变换称为二维Arnold 变换。
将二维Arnold 变换应用在图像f （x ，y ）上，可以通过像素坐标的改变而改变原始图像灰度值的布局。
原始图像可以看作一个矩阵，经过Arnold 变换后的图像会变的“混乱不堪”，由于Arnold 变换的周期性，继续使用Arnold 变换，可以重现图像。
利用Arnold 变换的这种特性，可实现图像的加密与解密。
(2)基于n 维Arnold 变换的图像相空间置乱
对于给定的正整数N ，下列变换称为n 维Arnold 变换：
⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'...'2'1xn x x =⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n .21............2 (21)
1...11⎪⎪⎪⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛xn x x ...21()N mod n 维Arnold 变换同二维Arnold 变换一样具有周期性，继续使用Arnold 变换，也可以重现原始图像。
利用n 维Arnold 变换对图像的相空间进行置乱，也能实现图像的加密。
2）基于混沌系统的加密算法
混沌理论与相对论、量子力学并列为二十世纪的三大发现之一。
混沌的发现，为决定论和随机论之间架起了一座桥梁，改变了人们以前对随机性和确定性的认识。
研究人员发现，混沌和加密有天然的联系，Shannon 曾经说过：一个好的混合变换疆场是由两个简单的、不可交换的操作得到。
混沌和加密的关系如下表所示：
（1）混沌镜像加密算法 设f 代表大小为M ×N ，通过混沌系统产生混沌序列{}0
1)(=-i MN i X ，并将其量化为二值序列{}0
1)(=-i MN i b ，各比特位与原图各像素点相对应。
将原图划分为上下两部分，当上半部分图像像素对应的比特位为“1”时就与下半部图像对应像素交换位置，当对应的比特位为“0”时，图像像素位置保持不变。
为了提高加密程度，应该在置乱前应用其他方式对图像进行划分，然后进行置乱。
该加密算法的密钥为混沌系统的初始值x （0），解密过程中选用相同的混沌系统为初值，然后按照相反步骤对加密图像进行镜像置换操作即可恢复原始图像。
（2）基于混沌的像素位置置乱算法
设f 代表大小为M ×N 的图像，选定两个混沌系统分别以初值x （0），y （0）产生两个混沌序列，将序列归一化后分别乘以M 和N ，并将两列序列取整，使得序列值取值分别为[]1,0-M 与[]1,0-N 区间的整数。
对两个序列进一步处理得到遍历[]1,0-M 的序列{}01)(=-i MN i X 与遍历[]1,0-N 的序列{}0
1)(=-i MN i y ，用这两个序列作为置乱矩阵f m 的行地址和列地址，对原图像进行置乱。
（3）基于混沌的像素值置乱算法
设f 代表大小为M ×N ，有L 个灰度级的图像。
选定一维混沌系统，并将其初始值x （0）
作为加密密钥，通过该混沌系统产生混沌序列{}0
1)(=-i LMN i X ，并将其量化为二值随即序列{}01)(=-i LMN i b 。
将得到的序列{}0
1)(=-i LMN i b 与原始图像数据按比特位进行异或得到加密图像f ’。
原始图像的像素点f （x ，y ）（0≤x ≤M-1，0≤y ≤N-1），对应于加密图像的像素点f （x ’,y ’）。
4基于Arnold 变换的图像加密算法与基于混沌系统的加密算法比较
虽然基于Arnold 变换的图像加密方式效果良好，可是如果将他直接用于图像加密则存在一定缺陷：首先，他的安全性是基于攻击者不知道 加密算法的前提下，若攻击者了解加密算法，则很容易破译加密图像，因而该加密方式不符合现代密码体制的要求；其次，用于图像乱置的Arnold 变换的周期比较长，造成加密或解密过程计算量较大。
另外，基于幻方的像素置换加密也由于具有类似的缺点，但它可以有效的打乱输入明文的顺序，掩盖明文的统计特性，因而能抵御统计分析，可以构成SP 网络中的置换部件，而不应该单独作为一个独立的密码系统。
对于基于混沌系统的加密方式，由于混沌系统具有非周期性和伪随机的特性，使用混沌系统产生的伪随机序列具有对初值的高度敏感性，这使得在解密过程中，如果不能给出精确的初值，则不能够进行正确的解密。
因此，利用混沌系统对数字图像进行加密，具有更大的优势。
5改进的基于混沌加密技术
由于将图像进行分块处理会提高图像处理效率，并且使用小块加密模板会降低运算量，本方式可选用大小为K ×K 的加密模板对原图像分块进行加密。
设f 代表大小为M ×N 的图像，f （x ，y ）（0≤x ≤M-1，0≤y ≤N-1）为图像f 在位置(x,y)处的灰度值，选取四个16位加密密钥k x ，k y ，k z ，k w 。
加密过程如下：
（1）任选四个不同的辅助密钥，假定从原始图像f 中任取16个像素点，两两配对，按比特异位操作，得到四个16位的辅助密钥ka, k b, k c k d .
(2)选定四个一维混沌系统，初值分别取：x （0)=k x ⊕k a , y(0)=k y ⊕k b , z(0)=k z ⊕k c ,k(0)=k w ⊕k d .
(3)通过四个混沌系统以选定的初值产生混沌序列，将四个混沌序列量化为二值序列，并通过异或运算，将他们合并为序列{}0
1)(=-i LMN i b 。
若原图像有L 个灰度级，则序列长度取为K ×K ×L ，从而得到K ×K 的图像加密模板f m 。
（4）用加密模板fm 对冤死图像f 分块进行加密得到加密图像f ’,原图像像素点f （x ，y ）对应于加密图像的f ’(x,y)。
解密过程如下：
（1）解密一方通过公共信道获得依赖于原始图像的辅助密钥ka, k b, k c k d ，并通过辅助
密钥与密钥k x，k y，k z，k w确定四个混沌系统的初值x（0），y(0),z(0),w(0).
(2)通过四个混沌系统产生与加密方式相同的加密模板f m。
（3）用f m实现图像的解密。
从安全角度看，对于改进的基于混沌系统的加密方式，其安全性完全取决于密钥长度，而密钥长度可以通过增加混沌系统数目的方法任意增加。
该方式最大的特点就是可以抵抗已知明文系统攻击，由于实际应用的密钥是不段变化的，即使攻击者得到了一对已知明文和密文，也无法破译以后的加密图像。
6结束语
采用的混沌加密理论上是无法破解的一种加密方式, 而且替代加密添加了辅助密钥, 使得加密与解密过程不但依赖于初始密钥而且依赖于辅助密钥, 加大了密钥空间。
而辅助密钥与明文有关, 使得混沌初值与明文有关, 导致加密算法对明文具有敏感性。
将各个混沌系统的初值和系统参数作为密钥, 增大了密钥空间。
采用两个序列交替生成密钥, 增加了安全性。