数字图像加密算法
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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。
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(。
LSB算法的基本原理LSB算法的基本原理是利用数字信号的最低有效位来隐藏秘密信息。
在数字图像或音频中,每个像素或采样点包含了多个比特(二进制位)的信息。
根据人眼或耳朵的感知特性,最低有效位对于人类来说是最不敏感的位,因此如果在这些位上进行微小的改变,很难被察觉到。
具体来说,对于一个8位灰度图像或音频采样点,最低有效位是最右边的位。
这个位可以存储0或1,如果被设置为1,表示原始图像或音频值加上1,如果被设置为0,则表示原始值保持不变。
通过在多个像素或采样点中嵌入秘密信息的不同比特,可以隐藏更多的信息。
LSB算法的嵌入过程相对简单。
首先,需要将秘密信息转换为二进制表示形式。
然后,将秘密信息的比特按顺序嵌入到像素或采样点的最低有效位中。
为避免引起明显的可见改变,通常只将每个像素或采样点的一个或几个最低有效位用于嵌入秘密信息。
嵌入完成后,接收方可以使用相同的LSB算法来提取隐藏的秘密信息。
提取过程与嵌入过程相反,通过获取图像或音频中的每个像素或采样点的最低有效位,就可以恢复出隐藏的秘密信息。
LSB算法的优点是简单易实现,并且隐秘性较好,不容易被察觉到。
但是它也有一些限制和缺点。
首先,由于只使用了最低有效位,能够隐藏的秘密信息容量有限。
其次,嵌入的秘密信息容易受到噪声的影响,可能导致提取时出现错误。
此外,LSB算法对于图像或音频的压缩和加密等操作可能会造成信息丢失或变化,从而影响到隐藏信息的可提取性。
为了提高隐藏信息的容量和抗干扰能力,研究人员提出了许多改进和扩展LSB算法的方法。
例如,可以将信息嵌入到多个位中,或者使用更复杂的算法进行信息嵌入和提取。
此外,还可以结合其他隐写术和加密技术来增强隐藏信息的安全性和鲁棒性。
总之,LSB算法是一种简单而有效的隐藏信息技术,可以在数字图像或音频中潜入秘密信息而不引起明显的可见改变。
通过利用最低有效位进行信息嵌入和提取,LSB算法在信息隐蔽性和易用性之间取得了一定的平衡。
开题报告通信工程基于混沌系统的图像加密算法研究一、课题研究意义及现状意义:随着计算机技术和网络通信技术不断发展和迅速普及,通信保密问题日益突出。
信息安全问题已经成为阻碍经济持续稳定发展和威胁国家安全的一个重要问题,而密码学是用来保证信息安全的一种必要的手段,现代密码学便应运而生,如经典的私钥密码算法DES、IDEA、AES和公钥密码算法RSA、EIGamal等,新颖的量子密码、椭圆曲线密码算法等,在信息安全的保密方面都发挥了重要作用。
图像信息生动形象,它已经成为人类表达信息的重要手段之一,网络上的图像数据有很多是要求发送方和接收方要进行保密通信的,信息安全与保密显得越来越重要。
目前,国际上正在探讨使用一些非传统的方法进行信息加密与隐藏,其中混沌理论就是被采纳和得到广泛应用的方法之一。
混沌加密是近年来兴起的一个研究课题,基于混沌理论的保密通信、信息加密和信息隐藏技术的研究已成为国际非线性科学和信息科学两个领域交叉融合的热门前沿课题之一,也是国际上高科技研究的一个新领域,基于混沌理论的密码学近来成为很热门的科学。
对于数字图像来说,具有其特别的一面就是数字图像具有数据量大、数据相关度高等特点,用传统的加密方式对图像加密时存在效率低的缺点;而新型的混沌加密方式为图像加密提供了一种新的有效途径。
基于这种原因,本论文主要探讨基于混沌理论的数字图像加密算法。
混沌现象是在非线性动力系统中出现的确定性、类似随机的过程,这种过程既非周期又非收敛,并且对初值具有极其敏感的依赖性,混沌系统所具有的这些基本特性恰好能够满足保密通信及密码学的基本要求。
图像加密过程就是通过加密系统把原始的图像信息(明文),按照加密算法变换成与明文完全不同的数字信息(密文)的过程。
国内外现状:1963年,洛伦兹发表论文“决定论非周期流”,讨论了天气预报的困难和大气湍流现象,给出了著名的洛伦兹方程,这是在耗散系统中,一个确定的方程却能导出混沌解的第一个实例,从而揭歼了对混沌现象深入研究的序幕。