一种图像置乱算法及在数字电视中的应用研究

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基于混沌映射的图像置乱加密算法

点．针对其特点，近年来涌现出以混沌加密为代表的新的图像加密技术Ｌ．些算法可大致分２，２这］类一类构
造伪随机信号流，改变像素值，一类利用图像的几何特点，随机置乱图像像素位置，减少像素间的相关性．安全性能分析表明，由于图像是二维的，有一定的几何特点，具因此一个安全的图像加密算法应同时包括这２子过程：个混淆（ｏｆｓｎ和扩散（ｆｓｎ．究图像置乱加密方法很有意义【．Ｃｎｕｉ）ｏＤｉｕｉ）研ｆｏ３］利用构造的思想，出了一种新的混沌映射］可加密任意形状的图像．提，笔者推导了计算公式，出提
（）右映射算法．２（ｉ）当ｋ为奇数时，Ｌ［（ × Ｎ＋ｊ＋１２ｉ：）一（ｉ）当ｋ为偶数时，ｊ］一Ａ（，一１ｉＭ一）．（）４
Ｌ－（ × Ｎ＋）［ｉ２一
］一Ａ（，一１ｉＭ一）．
（）５
第２９卷
第５期
吉首大学学报（自然科学版）
Ｊｕｎｌｏｉｈｉｅｓｔ（ｔｒｌｃｅｃｉｏｏｒａｆＪｓｏｕＵｎｖｒｉｙＮａｕａｉｎｅＥｄｔｎ）Ｓｉ
Ｖｏ＿２ＮＯ５Ｉ９．
Ｓｐ．２０８ｅｔ０
２图像加密和解密算法
由于映射可分为左映射和右映射，左映射和右映射的映射次数设计为密钥ｋｙ如ｋｙ一１３，将ｅ．ｅ２４表示图像依次左映射１，映射２次，后用左映射３，后用右映射４．了保证加密效果，一个部次右然次最次为每分密钥值都小于１＿．Ｏ３加密算法如图２所示，中Ｋ及Ｋ分别是密钥ｋｙ的一部分，以相同或可互相］其ｅ可

基于Hilbert变换的数字图像置乱新算法

基于Hilbert变换的数字图像置乱新算法
王武军
【期刊名称】《信息网络安全》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】文章提出了一种新的图像置乱改进算法,该算法可以有效的提高图像置乱效果.实验结果表明,利用Hilbert曲线路径进行置乱不仅在置乱路径上有更多的选择空间,而且本算法结合灰度值改变的按位异或运算,使得置乱效果更优,具有较大的实用性.
【总页数】3页(P71-73)
【作者】王武军
【作者单位】西安航空技术高等专科学校实验实训中心,陕西西安710077
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.08
【相关文献】
1.一种新的基于A型Arnold变换的数字图像置乱算法 [J], 关健;丁振亚;段雪峰
2.基于线性变换的彩色数字图像置乱算法 [J], 刘武明;喻思婷;张永燊;赖梦露;刘瑶娟;;;;;
3.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
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[1];朱凯歌[1]
5.一种新的基于魔方变换的数字图像置乱加密算法 [J], 赵立龙;方志良;顾泽苍
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Fibonacci变换及其在数字图像水印中的应用

关键词：!"#$%&’’" 变换；图像置乱；数字水印中图分类号：1234+5-+ 文献标识码：) 文章编号：,674896:4（7,,-） ;78,+-<8,6 用在水印的预处理过程中，此外，该算法的抗裁剪攻击能力得到了进一步提高，易于实现，且对于空域和变换域的水印算法均可适用。本文首先给出了 !"#$%&’’" 变换的定义，并介绍了几个性质，然后分析了 !"#$%&’’" 变换的置乱效果，给出了一种描述数字图像置乱程度的置乱度的定义，并比较了 ).%$/0 变换和 !"#$%&’’" 变换的置乱效果。实验表明 !"#$%&’’" 变换的置乱效果比 ).%$/0 变换的置乱效果要好。最后考虑了 !"#$%&’’" 变换在数字图像水印中的应用，并作了一些抗攻击实验，取得了令人满意的结果。
()*+,-..) 变换
其中， &) +87 为置乱前灰度差分熵， &)#,- 为置乱后灰度差分熵。计算公式分别如式（=），（>）：（=） &) +87 !（ &) +87， # % &) +87， $） &) ,3F !（ &) ,3F， # % &) ,3F， $）（>）这里， &) +87， # 、 &) +87， $ 、 &) ,3F， # 、 &) ,3F， $ 分别是置乱前一阶距、二阶距灰度差分熵，以及置乱后一阶距、二阶距灰度差分熵。灰度差分直方图反映了图像灰度的空间组织信息。需置乱的图像都表达了一定的信息，因此一阶距、二阶距灰度差分直方图都集中在差值为 " 的附近，使得 " 附近分布概率较大；而置乱后的图像 “杂乱无章” ，所得两灰度差分直方图分布较均匀。由熵的意义可知，熵反映了各级灰度差分布概率 + ) 的一致性。当各级分布概率 + ) 接近相等时，置乱后灰度差分熵 &) ,3F 值较大，对于同一幅图像而

基于一维Logistic映射的图像置乱算法研究

将置乱的机密图隐蔽地嵌入到一幅普通图像（体载
０引言
在机密图像的安全传输技术中，对图像进行置
乱加密是一种常用的预处理方法。数字图像置乱是
图像）中进行传送；该方法不引起注意，安全性更高。
ｌ隐藏技术中图像置乱算法的意义
输送置乱图像容易引起第三方的注意，即使无法破
曩一■
（）ｅａ原图ａｌｎ（）ａ图ｂｃｔ（嵌入图１ｃ）
图１机密图直接嵌入
Ｆｇ１Ｃｏｆｅｔｌｉｕｅｅｅｄｄｄｒｃｌｉ．ｎｄｎｉｇｒｍｂｄｅｉｔｉａＦｅｙ
对数字图像进行定的变换处理，使之成为一幅无法辨识的混乱图像，该图只有在进行相应的逆置乱解码才能得到原图。因此，在传输过程中即使第三方截获了置乱的机密图像，没有相应的逆置乱算法是无法破译原图内容的。但在实际的应用中，直接
２ＴｌｏＣ — ｃＯ．ＴＮａＣａｇ，ｉｇ３０９ｈａ．ｅｈｗＳＩｅｈＣＬＤｌｔｎｈｎＪｎＸｉ０２，ｉ）ａ３ｃｎ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｗｅｄｓｕｓｔｅｓｎｆａｃｆｉｇｃａｌｇｅｃｙｔｎｉｎｏｍａｉｎｈｄｎａｓｓｉｎａｄｉｃｓｈｉｉｃｎｅｏｇｉｍａｅｓｒｍｂｉｎｒｐｉｎｉｆｒｔｉｉｇｔｎｍｉｓｏｎｎｏｏｒ

图像加密算法研究现状分析

图像加密算法研究现状分析作者：王劲辉张西红来源：《北京电力高等专科学校学报》2010年第24期摘要：随着Internet 技术的飞速发展,在网上任何人可以发布任何消息和查询各种信息，这就增加图像信息安全的难度。

人类习惯接受图像的形象生动，因此图像使用十分广泛，是人类交流信息方式的首要选择。

当代，在互联网任何人可以发布和拍卖他所拥有的图像数据，这就是产出数据交换的保密问题，同时这种方式可以任意时刻任意地点发表，为数据拥有者减少交易成本。

关键词：图像加密；研究现状；发展方向中图分类号：O29 文献标识码：A文章编号：1009-0118（2010）-12-0028-01一、中国和外国发展现状我国信息安全研究历经了通信保密、数据保护两个阶段，正在进入网络信息安全研究阶段，现已开发研制出防火墙、安全路由器、安全网关、黑客入侵检测、系统脆弱性扫描软件等。

但因信息网络安全领域是一个综合、交叉的学科领域它综合了利用数学、物理、生化信息技术和计算机技术的诸多学科的长期积累和最新发展成果，提出系统的、完整的和协同的解决信息网络安全的方案，目前应从安全体系结构、安全协议、现代密码理论、信息分析和监控以及信息安全系统五个方面开展研究，各部分相互协同形成有机整体。

按加密的手段来讲也可分为两大类：一类是应用图像数据的特点，再加上现代密码技术来达到加密的目的，如先对图像数据进行编码，再对编码信息进行加密；另一类是建立一种完全新式的密码体制来达到对图像数据加密的目的，如应用混沌动力系统加密图像数据。

这些分类方法实际体现在某一具体的算法上时是相互交叉的，只是看问题的角度不同而已。

二、数字加密解密技术的发展方向近年来，流密码的理论得到了长足的发展。

相对而言，分组密码的研究进展较慢。

其主要原因有以下几点:其一，前者的同步密码结构较后者简单;其二，前者有较为理想的数学分析工具，如频谱理论和分析技术、代数应用理论等;其三，分组密码的一个不足之处在于相同的明文组对应相同的密文组，这给密码分析者充分利用明文语言的冗余度提供了可能性。

基于三维亚仿射变换的数字图像置乱技术

置乱的效果；对其周期性进行了研究，并提出了奇异点与伪周期的概念。经实验验证，算法置乱效果良好，该具有密钥
空间较大、密灵活、加扩散性和扰乱性比较理想、全性较高的优点。安
关键词：息安全；信数字图像置乱；三维亚仿射变换；周期性；奇异点
ｃｍｐｎｎｓｏａｈｐｘｌｎｔｅｏｏｐｃｃｏｅｄｆｒｎａｓｔｒｎｆｒｏｃｉｖｎｍａｅｓｒｍｂｉｇａｄｔｏｏｅｔｆｅｃｉｅｉｈｃｌｒｓａｅｈｓｉｅｅｔｗｙｏｔａｓｏｍｆｒａｈｅｉｇｉｇｃａｌ，ｎｉｎｓｐｒｄｃｔｓｄｓｕｓｄｏｒｐｓｇｔｅｃｎｅｔｆｓｇｌｒｙｐｉｔｎａｅｐｒｄｈｅｅｐｒｎａｎｙｉｓｏｓｔａｅｏｉｉｗａｉｃｓｅ，ｆｒｐｏｏｉｈｏｃｐｉｕａｉｏｎｄｆｋｅｏ．Ｔｘｅｍｅｔｌａａｓｓｈｗｈｔｉｙｎｏｎｔａｉｉｌｔｅａｇｒｈｈｓｇｏｆｅｔｏｃａｌｇｌｒｅｅｐｃ，ｆｘｂｅｅｃｙｔｎａｄｈｇｅｕｔ．Ａｎｔｉｕｉｎａｄｈｏｔｍａｏｄｅｃｆｓｒｍｂｉ，ａｇｒｋｙｓａｅｌｉｌｎｒｐｉ，ｎｉｈｓｃｒｙｌｉｎｅｏ【ｉｄｉｄｆｓｎｓｏｄｓｕｂｃｒｄａ．ｉｔｒａｅａｅｉｅｎ１Ｋｅｒｓｉｆｒａｉｎｓｃｒｔ；ｄｇｔｌｉｇｃａｌｇｔｒｅｄｍｅｓｏａｕ－ｆｎａｓｏａｉｎｐｒｄｃｔ；ｙｗｏｄ：ｎｏｍｔｅｕｙｏｉｉｉｍａｅｓｒｍｂｉ；ｈｅｉｎｉｎｌｓｂａｆｅｔｎｆｒｔ；ｅｏｉｉａｎｉｒｍｏｉｙ

基于Arnold变换与LSB嵌入的数字水印系统

黄仿元
（贵州大学职业技术学院，贵阳５００）５０４
摘要：介绍了图像置乱算法的概念和几种常见的图像置乱算法，然后讨论了基于Ａｏｍｌｄ变换的图形置乱算法并利用ＭＡＬＢ．ＴＡ７０对这一算法进行了实现，最后提出了一种基于Ａｌｍｏｄ置乱变
ｈｎｄｓｓｅｔｅｉｕｓｄｉｇｈｏｒｔｍｅｉｂｓｄＯｔｒｏｄａｄｓｌｔｄｔｅａｉｍｅｉｉｔｂ７．ＡｔａｔｃｍａｅｃａｓｉｈｔａｅＦａｌｉａｅｒｈｔｗｔｍａａ０．ｓａｃｎｎｍｕｈｔｃｈｌｌｗｅｐｐｓｄｔｅｗｔｍａｋｎｙｔｂｅＦＡｍｏｒｎｆｒａｄＬＢｅｅｄｎ．ｏｒｏｅａｅｒｉｇｓｓｍａｄＯｈｒｅｓｔｌｔｓｏｍＳｍｂｉｇｄａｎｄ
ＡｂｔａｔＩｈｓｐｇｒｗｅｉｔｏｕｅｍａｅｃａｓａｉｍｅｉｎｅｅａｏｓｒｃ：ｎｔｉａｅ，ｎｒｄｃｄｉｇｈｏｒｔｈｔａｄｓｖｒｌｃｍｍｏｍａｅｃａｓａｉｍｅｉｃｎｉｇｈｏｔｔｈｔｃ，
数字图像可以看为一个二维矩阵，过Ａｏ经ｎｄｒｌ变换之后图像的像素位置会重新排列，样图像会这显得杂乱无章，而实现了对图像的置乱加密效果。从
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ａｄＬＳｅｂｅｄｎｎＢｍｄｉｇ

基于素数的魔方变换及其在数字图像加密中的应用

总第２２期７２１年第６期０２
计算机与数字工程
Ｃｍｐｔｒ＆Ｄｉｉｌｎｉｅｒｇｏｕｅ．ｇｔｇｎｅｉａＥｎ
Ｖｏ．０Ｎｏ６１４．
１１６
基于素数的魔方变换及其在数字图像加密中的应用
李新路王小旗。
其中，一翌二
，则称Ａ为标准幻方。
对于已知的正方形数字图像矩阵ＩＡ，据它的大ｍｇ根小产生一个同样大小的魔方矩阵Ａ，ＩＡ与Ａ之间的将ｍｇ
元素一一对应。把Ａ中的数字１移至２的位置，至３２移
森等人提出的用原始图像的像素位置移动的远近表明其置乱度的效果公式，另一类是张小华ｌ等人提出的用原图＿８］
像中每一个像素点的灰度值和周围像素点灰度值的差别表明置乱程度的效果公式。其中后者是与像素点的位置无关的量值。这里选择后者作为评价标准。定义一
型『、２广义Ｇａ码变换、ｎｌ］ｒｙ］Ａｒｏｄ变换Ｅ、方变换Ｉ等方４魔］ｓ］法。魔方变换主要利用与图像尺寸相同的魔方矩阵对数字图像进行置乱，因为是一种周期变换，以可应用于图像置所乱，但是当图像较大时时间成本较高，而且因为算法比较简单而易受攻击。本文利用素数求余的双射性质对传统的魔
（．１河南理工大学数学与信息科学学院摘要焦作４４０）２河南理工大学计算机科学与技术学院５００（．焦作４４０）５００
文章提出了一种改进的魔方变换，采用了基于素数求余的一一映射作为置乱技术，用一个素数和一个自然数作为密码。算法

基于Vigenère密码的数字图像置乱方法

用时是相互关联的。数字图像置乱技术的目的是让图像的视觉效果呈现出各
２ｉｎｒ密码数字图像置乱的原理和算法漉程Ｖｇ￣ｅｅ
２１Ｖｇｎｒ密码．ｉｅ￣ｅＶｇｎｒｉｅ￣ｅ密码是一种经典的位移密码，这种加密体制直到今天在很多地方仍被认为是安全的。其密钥是一个向量，
（ｅａｔｎｆｌｃｏｉＥｇｎｅｎｎｆｒｔｎＳｉｎｅＵｎｖｒｉｆｃｅｃｎｅｈｏｏｙｏｈｎ，ｆｉ３０７ＤｐｒｍｅｔｅｔｎｃｎｉｅｒｇａｄＩｏｍａｏｃｅｃ，ｉｅｓｙｏｉｎｅａｄＴｃｎｌｇｆｉａＨｅｅ２０２）ｏＥｒｉｎｉｔＳＣ
下面以字母加密为例来说明这种密码的主要思想：
首先选定密钥长度ｎ接着从０到２，５的整数中选择元素
ｄｇｔｌｍａｅｇｅｅｅｃａｌｎｌｏｔｍａｅｅｃａｓｃｌｇｎｒｏｉｇｔｅ￣，ｎｒｓｎｓｔｅｄｔｉｅｒｃｓｆｔｉａｇｏｉｍ．ｅｉｉａｇｒｙｌｖｌｒｍｂｉｇａｇｒｈｉｓｉｂｓｄｏｎｔｌｓｉａｅ￣ｅｃｄｎｏａｄｐｅｅｔｅａｌｄｐｏｅｓｏｓｌｒｔｈＶｉｈｈｈｈＴｈｎｌｓｓｏｉｌｔｈｏａｉｉｏｌｏｉａａｙｉｆｔｅｓｍｕａｉｎｓｗｓｔｅｖｌｄｔｆｔｅａｇｒｔｍ：ｈｉｌｒｔｅｒｅｂｔｅｅｒｓｌ’ ｈｉｔｇａｎｉｅｎｉｅｉｇ ’ ｉｌｓｈｏｈｙｈｈｔｅｓｍｉａｙｄｇｅｅｗｅｎｔｅｕｔｓｏｒｉｈＳｍａｄｗｈｔｏｓｍａｅＳｓａｍｏｔ０９．．Ｂｙｄｓｕｓｎｅｓｃｒｔｎｏｉｃｓｉｇｔｅｕｙａｄｃｍｐａｅｔｈｅｕｔｆａｖｃｄｇｅｏｅｔａｓｏａｉｎ，ｈｅｐｏｏｅｌｏｔｍｓｐｏｅｆｂｔｒｈｉｒｄｗｉｔｅｒｓｌｏｄａｅｒｙｃｄｎｆｒｔｈｓｎｒｍｏｔｒｐｓｄａｇｒｈｉｒｖｄｏｅｔｉｅｐａｔｃｂｌｔ．ｒｃｉａｉｙｉ

魔方变换及其在数字图像加密中的应用

维普资讯
第２２卷第１期１２００２年１１月
文章编号：０１０１２￣）１）２０１０ —９８（ｔ２１一Ｉ３— ３ｘ３
计算机应用
ＣｏｕｅｐｉａｉｎｍｐｔｒＡｐｌｃｔｏｓ
Ｖｏ．２，１２Ｎｏ．１１
Ｎｏ，０２ｖ．２０
魔方变换及其在数字图像加密中的应用
鲍官军，时鸣，计沈建冰（江工业大学机电一体化研究所，江杭州３０１）浙浙１０４
摘要：出了一种新的数字图像置乱方法：方变换。结合非线性动力学系统的Ｌｇｔ提魔ｏｉｉｓｃ映射，
ｕＺｅ，３０１Ｃｉ）ｈｉｊ￣１０４，ｈｎａ
ｍｅｈｄｆｒｄｇｔｌｉｇｅａｆｇｔｎｆｒａｉｔｏｏｉｉｍａｅｓｒｍｂｎｒｓｏｍｔｎ，ｎｍｅｙＭｃＣｕｅＴａｓｏｍａｏ，ｉａｉａｏａｌｂｒｎｆｒｔｎｓｉ
ａｅｓｍｍａｉｄａｄｔｅａｐｃｓｏｅｓｂｅｕｎｏｋａｅｐｓｅｔｄｒｕｒｅｓｅｔｆｕｓｑｅｔｗｒｒｒｐｃｅ．ｚｎｈｔｈｏ
Ｋｙｗｏｄ：ｍ百ｕｅｔｎｆｒａｏ；ｈｏｃｓｑｅｃ；ｍｇｎｒｔｎｃａｂｎａｓｒａｏｅｒｓａｃｃｂｒｓｍｔｎｃａｔｕｎｅｉａｅｅｃｙｉ；ｓｒｆｇｔｎｆｍｔｎａｏｉｉｅｐｏｍｉｒｏｉ
点（，）ｋｆ的灰度值。按照魔方玩具的规则，图像矩阵的各对行各列进行“ 动” 考虑到图像矩阵的二维性，转，引入循环移位的思想，转动 ” 一行ｉ可以看作是对该行按某个方向循环 “ 某ｋ移动ｈ位。为方便起见，ｈ为移位参数，ｋ以由特定的ｋ称ｋｈ可算法确定。对图像矩阵的各列可以同样处理。当每一行每一列都进行了一次循环移位后完成一次变换操作，到一幅新得的图像，，：ｖ即，＝Ｐ／ｖＰ表示从，ｖ（Ｍ，），ｖ到，的ｖ变换映射。本文定义这种变换为魔方变换。实际应用中可以

基于AES的S盒图像置乱算法研究

维普资讯
２０年２０８月
西北工业大学学报
Ｊｕｎ１ｆＮｏｔｗｅｔｒｌｔｃｎｃｌＵｎｖｒｉｙｏｒａｏｒｈｓｅｎＰｏｙｅｈｉａｉｅｓｔ
Ｆｅ．ｂ
２００８
第２卷第１６期
列对应１个字节（￣２５的一个数）因此表１可看０５，
有：ｎｌＡｒｏｄ变换、方变换、ｌｅｔ曲线、ａ幻ＨｉｒｂＧｒｙ码、
１ＡＥＳ的Ｓ盒
ＡＥＳ是代替ＤＥＳ的新的数据加密标准。ＤＳＥ由于密钥太短，已经终结。参加竞选的１５个加密算法，最后由Ｒｉｄｅ算法胜出。ＳｎｈｚＡｖｌＣ比ｊａｌｎａｃｅ— ｉａ
个新的字节，如将１（６制）２１进置换为Ｃ。表实际９该上相当于一个０２５的随机全排列。Ｓ盒具有差￣５该
ＩＳ模型等方法［。文献［］用ＤＳ（ａａＦ１ｑ］４采ＥＤｔ
ＥｃｙｔｎＳａｄｒ）Ｓ盒对图像置乱进行了研ｎｒｐｉｔｎｏｄ的ｏ
文献标识码：Ａ
文章编号：００２５（０８０ —０４０１０ — ７８２０）１０７ —５
图像在网络、活和军事上应用越来越广泛。生数字图像置乱技术是近年来研究较多的图像加密技术，同时又可以用作图像水印、它图像隐藏、图像分存的预处理和后处理过程。图像的置乱技术就是扰乱图像中象素的位置、灰度或颜色，使其变为１幅杂乱无章，眼无法辨认的图像。目前已经有的方法人

一种基于扩展ZigZag与位交换的图像置乱算法

一种基于扩展ZigZag与位交换的图像置乱算法陆萍;董虎胜;马小虎【摘要】10.3969/j.issn.1000-386x.2012.10.082% 对标准ZigZag变换进行改进，提出一种基于扩展ZigZag变换与位交换的图像置乱算法。

算法在将图像作扩展ZigZag变换后，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。

【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】4页(P310-313)【关键词】图像置乱;扩展ZigZag变换;位交换;鲁棒性【作者】陆萍;董虎胜;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】TP3010 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乱图像，掩盖了图像原有的信息，成为网络环境中图像传输的有效保护手段，也使其成为当前的一项重要研究课题［1，2］。

图像被置乱可分为空间域算法与变换域算法两大类。

变换域算法需要将图像转入变换域，通过改变变换域系数实现，因此算法较为复杂，在恢复时可能会与原始图像出现差异［3］。

空间域算法则直接改变图像的像素值或位置分布将图像置乱，如Arnold变换［4］、Hilbert曲线变换［5］与幻方变换等，但这些变换并未改变图像的像素值，置乱图像与原始图像的灰度直方图仍然相同，无法满足安全性要求较高的领域的需要。

与以上空间域方法相比，ZigZag变换具有算法简单、时间复杂度低与密钥周期大的特点，近年来在图像置乱中逐渐被采用［6－9］。

基于图像置乱和小波变换的数字水印算法研究

２０ＳｉｅｈＥｇｇ０８ｃ．Ｔｃ．ｎｎ．
基于图像置乱和小波变换的数字水印算法研究
缑新科马咸綮
（兰州理工大学电气工程与信息工程学院，兰州７０５）３００
摘
要
提出一种新的基于Ａｎｌｒｏｄ图像置乱和ＤＷＴ相结合的数字图像水印算法。这种算法充分利用了小波变换的特点，把
原始图像及水印图像塔式分解，多分辨率分解后的相同频段来嵌入水印信息。算法实用有效，在经实验验证，这种算法能够
抵抗常见的各种攻击，印图像的不可见性和鲁棒性都得到了提高。水
关键词
数字水印
Ａｎｌｒｏｄ变换
程图如图１示，所
像标志等表示或版权信息嵌入到多媒体数据中，然后在网络上发布，日后通过计算机对数字产品中嵌入的水印标记的读取与检测，到防盗版，权和起侵随意篡改的作用。为了达到信息隐藏目的，向数字
的热点。
基于上述考虑，文采用具有实际意义的二值本
图１算法流程图
２００８年６月２４日收到甘肃省自然科学基金项目（Ｚ０１Ａ５３Ｓ５一２ —
０３、州理工大学青年教师资３）兰优秀助计划资助
１１嵌入位置的选择．
第一作者简￣介：图像处理。
－９－）男，甘肃天水人，（６，教授，１６研究方向：
根据人类视觉系统（Ｖ）纹理特性和照度ＨＳ的掩蔽特性，图像的边缘和纹理部分，图像小波变即

彩色水印图像的加密、解密与置乱算法研究

第刀卷第１期２１年３０１月
沧州师范专科学校学报
ＪｍｍａｆＣ／Ｔｌｅｃｅｓ’ＣｌｇｌｏａｌＪｏＴａｈｒｇｕｏｌｅｅ
、．Ｎ１２ｏ．７．Ｍａ．０１ｒ２１
彩色水印图像的加密、解密与置乱算法研究
宋连友，霞杨凤
（）（迭代２次
通过观察置乱后的图发现，图像进行一次Ａｎｌ处在对ｒｄｏ理之后，我们还能大致分辨出原图像的轮廓，达不到理想的置
乱效果，达到理想的效果必须多次变换才能达到效果。要想通过多次的实验看出，变化的周期性是Ａｎｌｒｏｄ变换的特点。］［
Ｙｏ（，）＝ｍｄｙＩ；ｎ
ｅｄｎ
ｔ＝ｘ；ｘ＝ｘ＋ｙ；Ｙｔ＋２ｙ；
％置乱后水印图像矩阵的行数与列数
№ ＝ｉｏｔｇ１；ｓｕｍ，）￣（ＩＮ：ｓｏ吐，）ｏ（ｕ嚷２；
ｆｒｎ＝１ｔｓｏ：ｍｅｌｉｆｒｍ：１ｗｏ：ｌ
ｅｄｎ
ｘｎｉｕｎ；ｉｘ＝ｏｆｇｌｌ
％显示反置乱后水印
％ｎｕ３ｇ￣（）％ｓｂｌ（，，）ｕｐｔ３１ｏ１％ｈｗｍｓｇａｏ，］０（ｅａｅｒｌ［）ｓｎｄ
—
ｅ＇（图像必须是９＊０否则必须修改置乱的次ｌｒ’ ｌｏ０９的，
ｏｔｇ（ｌｙ）ｌｓｉｕｍｌｘ，＝ｉｈ；Ｉ１ｎ
ｅｄｎｅｄｎ
ｔｒ０ｍｇ优【。１ｅｑＩ Ⅱ ；
％用ａｏ置乱水印图像ｒｌｎｄ

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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
ＣＵＩＪｚｅｉｈ，ＺＨＡＮＧＢ，ＪｎｏＭｏｏｇＷｅｎＫＩ
（．ＣｌｇＥｏｏｉａｄａａｅｅｔＹｎｉｎｅｉ，ｉａ１３０，ｈａ，ｏｅｅｆｃｍｃｎｎｇｍｎ，ａｂｎＵｉ￣ｔＪｉＹ３０２Ｃｉ；ｌｏｎＭａｖｙｌｎｎ
ｍｎＭａａｅｅｔｅｓｇ，ＭＭ）ｅｔｎｇｍｎＭｓｅＥａ传给用户。在接收端，付目前，国内的ＣＳ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ＰＫ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ＥＭ，Ｍ得到业务密钥Ｓ再利用ＳＫ，Ｋ解出ＥＭＣ内统一的数字电视制式标准尚未发布，目前ＣＳ系统基Ａ
数字电顿ｉ
补助数据进行加扰，成杂乱无章的信号，形只有用户端经Ｃ对数据进行加扰（Ｗ进行模二相加运算）。
过解扰，才能恢复原始信号。发送端可以利用服务密钥ｔｍｎｏｔｌｅｓｇ，Ｃ和经过加扰的信号复用在ｌｅｔｎｏＭｓａｅＥＭ）ｅＣｒ
２００９年８，月广电总局发布《于促进高清电视发展码学的基本思想和一些新的手段，关将需要保护的图像直接的通知》要求现阶段要采取高清、，标清同播过度发射，并进行置乱或分存等处理，使其在视觉效果上不包含任何有要求卫星传输的高清节目必须进行加密… 。ＣＴ１ＣＶ一等意义的内容来达到加密目的。目前常见置乱方法主要有
【关键词】图像加密；置乱算法；字电视；数条件接收系统；离散余弦变换【中图分类号】Ｔ０；Ｎ４．９Ｎ５Ｔ９９１７【文献标识码】Ａ
ＩａｅＳｒｍｂｌｎｇｉｈｎｔｐｌａｉｎｉｔＩｒＶｍｇｃａｉｇＡｌｏｒｔｍａｄＩｓＡｐｉｔｏｎＤｉａｃ
一
２）利用服务密钥ｓＫ对授权控制信息ＥＭ加密；Ｃ３）利用个人分配密钥ＰＫ对授权管理信息ＥＤＭＭ加
（ｅｖｅＫｙＳ，Ｓｒｉｅ，Ｋ）将控制字加密成授权控制信息（ｎｉＥＭ中携带了对Ｃ的加密编码及接收参数。ｃＥｔ－ＣＷ
文章编号：０２８９（０１２－０４－４１０－６２２１）００２－０
一
种图像置乱算法及在数字电视中的应用研究
崔基哲张，波ＪｎｏＩ，ｇＷｅｎＫＭｏ
（．延边大学经济管理学院信息管理与信息系统，１吉林延吉１３０；．韩国祥明大学著作权保护专业，国首尔１０４）３０２２韩１７３
１条件接收系统基本概念
条件接收系统（Ａ）ＣＳ是数字电视实行收费所必须采
可加解扰层、控制层、管付费、网络游戏等传统业务外的增值业务。为了确保增值用的系统，以分Fra bibliotek为３个层次：
业务的实现，除安全可控的综合管理业务平台之外还需要理层。
ｂｓｄｏｅＤｓｒｔｏｉｅＴａｓｒ（ＣａｅｎｔｉｅＣｓｎｒｎｆｍＤＴ）ｉｐｔｒａ＆Ｉｃｎｂｓｄｉｎｎｅｓｃｒｙｏｅ—Ｔｒｇａｒ．Ｂｅｉｏｉａｇ－ｈｃｅｏｓｕｗｒｔａｅｕｅｍａａｇｔｅｕｔｆｅｆｅｎｈｉｆＶｐｏｍｍｅｓｙｍ．ｓｆｈｓｌｒｔｏｒｈｉｃｎｓｌｙｔｅｉｔａｔｅｐｏｅｓｂｔｅｎｏｉｎｉｔｌＶｅｅｙｔｎａｄｄｅｙｔｎｎｃｅｓｅｓｃｒｙｂｎｉｇｂＡｓａｅｙｉｍ，ｔａｉｉｎｅｃｉｒｃｓｅｅｒａｄｇａｎｒｐｉｎｅｒｐｉ，ａｄｉｒａｅｔｅｕｉｒｇｎｙＣｈｒ．ＢｔｍｐｆｈｒｖｗｉｇｌｉＴｏｏｎｈｔｉ
起传送给用户，同时利用个人分配密钥（ｅｓｎｌｉ密；ＭＰｒａＤｓｏ — ＥＭ携带了终端的授权信息及用户订购节目信息等ｔｂｔＫｙＰＫ对ｓｒｕｅ，Ｄ）Ｋ加密，ｉｅ形成授权管理信息（ｎｉｅＥｔｌ内容。。ｔ—
加扰之后的数据通过数字电视的传送方式，即卫星传播、序，本文中针对ＣＳ系统的说明都基于机卡分离模式。Ａ
有线传播、地面传播等方式传送给接收端。
星传播线传播
２基于ＤＴ的图像置乱算法Ｃ
２１ＤＴ变换的性质．Ｃ
中的Ｃ从而实现解扰 …。Ｗ，
本采用 “ 机卡配对” 的智能卡方式管理。国内标准的发布
图１ＣＳ为Ａ系统的传送端原理图。图中，用户ＩＩ后，机卡分离 ” Ｄ、ｃ “ 模式将成为ＣＳ的主要管理方式）Ａ。两种
卡信息、编号、密码等信息是由接收端传给传送端的信息；模式的主要区别在于加扰／解扰、复用／复用的设置顺解
面传播
ＤＴ变换是一种线性正交变换，Ｃ具有实数域内变换、
确定变换矩阵（与变换对象内容无关）二维ＤＴ变换有、Ｃ
可分离性等特点。正是基于这种特点，ＣＤＴ变换在需要对大量数据实时处理的图像处理中具有非常重要的地位。
二维ＤＴ变换公式为Ｃ
ｔｓ，ｉｉｏｎｅｈａｈｍａｅｓｒｍｂｉｇａｇｒｔｍｒｍｏｅｎｔｉａｒｒｓｒｉｓｂｏｋｎｆｅｔｘｓｉｇｉｔｅｃａｌｎｇｒｔｍ．Ｔｅａｇ — ｅｔｔｓｆｕｄｄｔｔｔｅｉｇｃａｌｌｏｈｐｏｔｄｉｈｓｐｐｅｔａｎｌｉｇｅｃｓｅｉｔｎｎｏｈｒｓｒｍｉｇａｏｈｎｉｅｃｂｌｉｈｏｌ
ｐｉａｏｉｉｌｅｅｉｏｎｕｔｒｎｒｄｃｄｎＣｉａｔｅｄｇｔｌＶｈｓｓｐｄｉｔｅｈｇｅｎｔｎａｅｗｈｌｔｅｅａｏｎｅｅｍｔｒｌｔｎｉｄｇｔｌｖｓｎｉｄｓｙａｅｉｔｕｅ．Ｉｈｎ，ｈｉａａｔｐｏｔｉｈｄｆｉｏｇ，ｉｒｓｅｄｔａｕｃｉｎａｔｉｒｏｉＴｅｅｎｈ【ｉｉｅｈｌｈｅ
ｒｏｄ幻方变换、ＦＩＳ模型、ｏｗｙ游戏和ＧａＣｎａｒｙ码９套高清同播节目相继上星播出，志着我国电视播出进Ａｎｌ变换、标
入高清时代。
等，都有各自的优缺点
。本文运用ＤＴ变换来实现Ｃ
数字电视是将传统的模拟信号经过采样、量化和编图像置乱。为了让算法满足付费用户的安全管理要求，本
条件接收系统，简称为ＣＳＣｎｉｏａＡｃｓＳｓｍ）Ａ（ｏｄｔｎｌｃｅｓｙｔ。ｉｅ
在信号的发送端，根据授权要求，制字发生首先由控
ＣｎｏＷｏｄＣ，ｒ为防止未授权的用户违法窃取业务，在数字电视传器通过安全算法产生控制字（ｏｔｌｒ，Ｗ）由它控
【ｅｏｄ】ｍｇｃｙｔｎｉａｅｓａｂｎ；ｉｔＶ；Ａ；ｉｒｅｃｓｅｔｎｆｍＫｙｗｒｓｉａｅｅｒｉ；ｍｒｌｇｄｉｌＣＳｄｓｅｏｎａｓｒｎｐｏｇｃｍｉｇａＴｃｔｉｒｏ
０引言
方法是传统研究中遇到的新问题。图像置乱是近年来提出的有效解决手段，它采用密
ｏｕｉｎｉｈｎｇｍｅｔｏｒｇａｓｌｔｏｎｔｅｍａａｅｎｆｆｅｐｏｒｍｍｅｓ，ａｌａｈａａｃｆｓｔｌｉｒｎｍｉｓｏｎａｌｒｎｍｉｓｏ．Ａｎｉｇｃａｅｒｓｗｅｌｓｔｅｂｌｎｅｏａｅｌｅｔａｓｓｉｎａｄｃｂｅｔａｓｓｉｎｔｍａｅｓｒｍｂｌｇａｇｒｔｍｉｏｈｎｌｉ
码等过程转化为数字信号，然后进行各种功能的端到端的算法增加了原图分解成两种图的过程。系统。数字电视不仅包括数字电视接收机、电视台，还包
括信号的产生、处理、传输、接收和重现的全过程。在数字
电视网上还可以接人电视会议、可视电话、视频点播、按次
对来自复用器的信息，即对视频、音频、图像或播过程中需要对数据进行加密。图像或视频信息的加密制加扰器，