现代图像加密技术发展概况概要

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。

图像加密技术综述【摘要】随着我国inter网技术的发展，人们逐渐对网络产生了极大的依赖感，但是与此同时，人们对于网络安全的关注也日渐加强，本文主要阐述有关的网络加密技术，来为读者提供一个良好的借鉴平台。

【关键词】网络安全，图像加密技术前言现在全球正在步入一个网络信息时代，掌握信息能够有效地在各个领域占据先机，所以网络的出现为信息的传播提供了一个快捷迅速的渠道。

网络安全问题逐渐成为了人们首先关注的话题，下面我们来讨论有关图像加密技术。

研究背景1.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。

人们通过网络交流各种信息，进行网上贸易等。

因此，信息的安全与保密显得越来越重要。

信息的安全与保密不仅与国家的政治、军事和外交等有重大的关系，而且与国家的经济、商务活动以及个人都有极大的关系。

随着信息化社会的到来，数字信息与网络已成为人们生活中的重要组成部分，他们给我们带来方便的同时，也给我们带来了隐患：敏感信息可能轻易地被窃取、篡改、非法复制和传播等。

因此信息安全已成为人们关心的焦点，也是当今的研究热点和难点。

多媒体数据，尤其是图像，比传统的文字蕴涵更大的信息量，因而成为人类社会在信息利用方面的重要手段。

因此针对多媒体信息安全保护技术的研究也显得尤为重要，多媒体信息安全是集数学、密码学、信息论、概率论、计算复杂度理论和计算机网络以及其它计算机应用技术于一体的多学科交叉的研究课题。

2.研究方法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。

多媒体信息加密技术：我们可以把多媒体数据作为文本数据流一样看待，使用传统的加密算法进行加密。

传统的加密方法如DES、3-DES或RSA等也能满足多媒体应用中的要求。

然而，新型的多媒体应用就需要新的数据加密技术。

近年来，在这方面的研究取得了一些成果，主要针对视频数据和图像数据。

图像加密技术综述08级计算机一班08070126 蒋双杰【摘要】随着Internet技术的发展，人们对通信隐私越来越重视。

本文综述了图像加密技术的发展和应用，及其分支学科图像加密检测的应用，对Arnold置换，基于现代密码体制的图像加密和基于混沌序列的图像加密作了讲解。

同时从三个层面阐述了图像加密检测技术，包括攻击检测，隐藏检测和破解检测。

图像隐藏作为信息安全中的重要课题，越来越被世界各国所重视。

【关键词】图像隐藏，数字水印，加密检测Abstract: with the development of Internet technology, people pay more and more attention to communication privacy. This article reviews the image encryption technology development and applications, and its branch subject image encryption detection application. Image hiding information security as an important topic in the world, more and more attention.Key words: image information hiding, digital watermarking, encrypted detection【引言】由于互联网技术的兴起，极大的推动了信息产业的发展。

由于互联网的普及，使人们生活的方方面面与互联网都不能分割开来。

信息的安全保密，小到一个人的个人隐私安全，大到一个企业一个国家的机密信息等都与互联网不能分开。

信息在网络上传送，它可能会被非法复制，恶意篡改从而导致严重的后果。

因而近年来，个人、企业、国家对信息安全都非常重视。

主流图像加密技术及其新进展作者：李琼等来源：《价值工程》2013年第04期摘要：随着网络技术的发展，通信隐私和信息安全技术越来越受重视。

本文综述了多种图像加密技术的原理、特点和进展，指出了数字图像加密技术的发展方向。

Abstract： With the development of network technology， communications privacy and information security technology is more and more popular. This article reviews the variety of image encryption technology principle， characteristics and development， pointed out the development direction of digital image encryption technology.关键词：图像加密；混沌加密；空域复合Key words： image encryption；chaotic encryption；compound中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）04-0211-020 引言近些年来，国内外关于互联网技术的研究已达到了一个备受瞩目的高度，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，对网络信息的保护还存在某些缺陷，正因如此，才有越来越多的专家学者纷纷致力于信息传递安全性能的研究和探讨。

业内人士希望通过技术研究，突破“机密数据信息设置授权访问功能，保证数据信息安全传输”的难题。

为了使与数据信息配套的加密方案更贴近图像的特点，研究人员基于图像的特点及其应用范围提出了多种加密技术。

1 主流图像加密技术就当前技术研究的高度来看，图像加密技术大致包括：基于混沌的图像加密技术、基于秘密共享的图像加密技术、基于矩阵变换的图像加密技术、基于密钥图像的图像加密技术，以及基于现代密码的图像加密技术。

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。

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。

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。

图像加密方法研究的国内外文献综述最开始，人们在全息防伪技术中使用了光学信息技术，通过将特定的全息图贴在需要认证的物品上，如：证件上、银行卡上、小型镭射盘（Compact Disk, CD）上来防止盗版，人们通过肉眼观察就可以分辨出东西是否为正品。

这种防盗版的手段凭借着其价格低廉，实行简单的优点受到了广泛推广。

但是这种防盗手段很快就被淘汰了，究其原因是其用于防伪的全息信息很容易被攻击者获取，只要使用相机拍照或者电荷耦合器件（Charge-coupled Device, CCD）相机就可以获取防伪标志中的全部信息，所以当时的人们不得不使用一些新的加密方法来对信息进行加密。

Horner提出使用纯相位掩膜替代全息图，因为CCD相机无法获得纯相位掩模的相关信息[1]。

1995，Refregier等人提出了著名的双随机相位光学加密技术，他们通过线性光学信息处理系统实现了这一加密方法，使用两个随机相位掩模作为密钥进行传输[2]。

首先加密时，在空域使用第一块随机相位掩模调制原文图像，之后对调制过的呈类噪声分布的密文进行傅里叶变换，再在频域将其与另一随机相位掩模进行调制，再使用一块透镜对调制后的结果进行傅里叶逆变换，从而得到加密后的结果[2]。

该加密方案使用两块随机相位掩模分别在空域和频域对密文进行了调制，因此得到的加密结果呈现类似噪声的形式，实现了掩盖图像真实信息的作用。

2000年，Unnikrishnan等人对双随机相位加密技术进行了改进，为了扩展传统双随机相位加密技术的密钥空间，他们使用分数傅里叶变换（Fractional Fourier Transform）对图像进行处理，因此分数傅里叶变换的阶数也可以作为密钥进行传输，所以起到了扩展密钥空间的作用，提高了系统的鲁棒性[3]。

2004年Situ等人对这一加密技术继续进行了改进，使用菲涅耳变换（Fresnel Transform）对图像进行处理，因此菲涅尔衍射过程中的参数，如：衍射距离和光波波长，也可以作为密钥用于加密，扩展了密钥空间[4]。

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。

图像隐藏加密理论，算法以及程序摘要图片隐藏加密技术近年来得到了较大的发展，基于变换域的水印技术是目前研究的热点。

数字水印是利用数字作品中普遍存在的冗余数据和随机性，把标识版权的水印信息嵌入到数字作品中，从而可以起到保护数字作品的版权或其完整性的一种技术。

一个有效的图片隐藏加密系统至少具备以下三个最基本的特性：1.安全性：数据信息隐藏于数据图像中，不是文件头中，文件格式的变换不应导致水印信息的丢失。

2.隐蔽性：在数字图像作品中嵌入数字水印不会引起图像明显的降质，即含水印的图像与原始图像对人的感觉器官的刺激应该是无差别或差别很小，主观感觉变化很小。

3.鲁棒性：是指在经历有意或无意的信号处理过程后，水印信息仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。

另外还有通用性、惟一性等特性。

数字水印的基本应用领域是版权保护、隐藏标识、认证和安全不可见通信等。

本文提出了一种图片隐藏加密的水印算法，实验结果表明这种算法具有较好的性能，实现的水印具有不可见性,而且具有较好的鲁棒性。

关键词：数字水印；Matlab程序AbstractImage hiding and encryption technology in recent years have seen great development, based on changing domain watermark technology is being studied. Digital watermark is the use of digital works prevailing in the redundant data and random nature of the logo copyright watermark information embedded in the digital works, so as to protect digital copyright or the integrity of a technology.An effective Digital watermark system at least the following three basic characteristics: 1. Security of data and information hidden in the digital image, not document and the format of the change should not lead to watermark information is missing. 2. hidden in the digital image works that are embedded in Digital watermark there is no image clear of quality, shallow the image of Original image of the People' s receptor of incentives should be no difference or very different, subjective feeling very little has changed. 3. robust, is an experienced intentionally or unintentionally signal processing, watermarks information has been able to maintain integrity or continue to be accurate identification. In addition, only a general nature and characteristics. Digital watermark and applied basic areas of copyright protection, hidden identification, authentication and security cannot see communications.This article presents a based on Image hiding and encryption results table this methodology with a better performance in achieving the watermark is see, and a fairly good robust.Key words: Digital watermarking; Matlab program目录引言 (5)第一章图片隐藏技术-----数字水印..................................................... 错误!未定义书签。

图像加密技术新进展
李昌刚;韩正之
【期刊名称】《信息与控制》
【年(卷),期】2003(32)4
【摘要】本文综述了图像加密技术的最新进展,阐述了近几年发展起来的(1)基于矩阵变换/像素置换;(2)基于伪随机序列;(3)基于SCAN语言;(4)基于“密钥图像”;(5)基于四叉树编码及SCAN语言;(6)基于矢量量化压缩编码及商业密码等图像加密技术,比较了他们的优缺点和适用范围。

文章尤其详细介绍了混沌加密技术,指出了应用混沌技术的好处和一些值得进一步研究的问题。

【总页数】6页(P339-343)
【关键词】图像加密;伪随机序列;矢量量化压缩编码;密码;图像编码
【作者】李昌刚;韩正之
【作者单位】上海交通大学自动化系
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.81
【相关文献】
1.国际数字图像研究新进展--InterPARES2数字图像创建者图像文件管理实践调查分析 [J], 程妍妍
2.国际数字图像研究新进展--InterPARES2数字图像创建者图像文件管理实践调查分析 [J], 程妍妍
3.基于图像信息摘要和RSA的图像加密技术研究 [J], 杨夷梅;杨玉军
4.主流图像加密技术及其新进展 [J], 李琼;梁冬梅;鲁菁
5.国际数字图像研究新进展——InterPARES2数字图像创建者图像文件管理实践调查分析 [J], 程妍妍
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