图像加密方案

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基于有序细胞自动机的图像加密方案

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词：胞自动机；细图像处理；图像加密；学实现；光密钥空间
文献标识码：Ａ
中图分类号：３９ＴＰ０．７
ＡｎｉａｅｅｒｐｔｏｃｍｅｂｓｄｏｅｕｎｉｌＣＡｍｇｎｃｙｉｎｓｈｅａｅｎｓｑｅｔａ
ｒｓｌｓｓｏｗｈｔｔｅｐｒｏｅｃｍｅｈｓｔｅａａａｓｏｏｅｉｎｔｒａｉａｉｅｕｔｈｔａｈｏｐｓｄｓｈｅａｈｄｖｎｔｇｅｆｃｎｖｎｅｅｌｔｏｎ，ａａａｃｅｅｆｃ，ｚｖｌｎｈｆｅｔ
维普资讯
第１卷６
第９期
光学精密工程
ＯｐｉｓａｎｅｓｏｔｃｄＰｒｃｉｉｎ．６Ｎｏ９１１．
Ｓｅ．２０８ｐ０
２００８年９月
文章编号１０ — ２Ｘ２０）９１８６０４９４（０８０ — ７１０
ｍｏｅｌｒｒｋｅｐａｅａｅｓ × ２ｒａｇｅｙｓｃｔｌａｔ２。× ２。。
船ｉｏｓｄｂａｅｎｓｑｎｔａｓｐｒｐｏｅｓｄｏｅｕｅｉｌＣＡ．Ｔｈｅｓｍｕａｉｎｉｌｔｏ
ｆｕｎｄｉｒｄｔｏｌｃｙｔｒｐｈｙａｍａｏｅｓｎｇＣｏｂｎｄｗｉｈＣｅｌｌｒＡｕｔａｏｎＴｒｎ — ｏｎｔａｉｉｎａｒｐｏｇａｎｄｉｇｅｐｒｃｓｉ．ｍｉｅｔｌｕａｏｍｔａｓｆｒ（ｏｍＣＡＴ）ｃｐｒｓｉｅｈｎｏｏｅ，ａｉａｅｎｅｙｐｉｎｐｏｃｉｈｎｎｅｓｃｉｙｎｏｍｅｓｏｎｔｃｌｇｉｓｎｍｇｅｒｔｏａｐｒａｈｗｔｅｈａｃｄｅｕｒｔａｄ

基于Logistic映射的多重图像加密技术

图5
经过双重扰乱后的直方图分布情况
到置乱后的小波系数 C1 ; ( 5 ) 对 C1 进行小波重构得到最终加密图
* 像I 。
3
小波系数位置置乱
为了进一步提高加密图像的安全性，对经过双
x0 ， n0 ， k， l， f wave ， x10 ， r0 。解这里，密钥为 μ， μ1 ，密过程与加密过程相反，鉴于篇幅限制，文中不再描述。重像素值扰乱的图像进行小波分解，在小波变换域对小波系数进行位置置乱，并对置乱后的小波系数重构得到最终的加密图像。设经过多层小波分解得到的系数矩阵为 C ，这里即利用混沌生成的位置置乱矩阵对 C 进行位置置乱。由于采用 Matlab 提供的 wavedec2 函数进行多层小波分解，则得到的小波系数矩阵 C 为一个行向量。设 C 的大小为 1 × t，位置置乱矩阵的生成方法为: 首先选取参数 μ 和 x0 根据式 ( 1 ) 产生一组混沌序列，舍弃前 r0 个混沌元素，从第 r 0 + 1 个序列开始取 t 个混沌序列 { x r0 + 1 ， x r0 + 2 ， x r0 + 3 ， …， x r0 + t } ，通过变换将这 t 个混沌序列值从小到大排序 ( 或从大到小 ) 得到新的序列 { x' 1 ， x' 2 ， x' 3 ， …， x' t } ， x' 2 ， x' 3 ， …， x' t } 并确定 x r0 + i 在 { x' 1 ， s2 ， s3 ， …， st } ，中的位置编号，得到位置编号集 { s1 ，对 lena 图像 ( 图 6 ( a ) ) 进行加密，密钥分别为 x0 = 0 ． 100 01 ， n0 = 40 ， k = 2， l = 2， f wave = ＇db1 ＇， μ = 4， x10 = 0 ． 210 01 ， r0 = 205 ， μ1 = 3 ． 78 ，则按照文中加密算法加密结果为图 6 ( b ) 所示; 为了说明实验的有效，实验给出: ( 1 ) 仅将密钥 x0 更改为 0 ． 100 010 000 1 而其它密钥不变的解密结果，如图 6 ( c) 所示; ( 2 ) 仅将密钥 n0 更改为 41 而其它密钥不变的解密结果，如图 6 ( d ) 所示; ( 3 ) 正确密钥的解密图，如图 6 ( e ) 所示。通过实验，从图 6 ( c) 可以看出在解密时混沌序

利用复合混沌系统的图像加密方案研究与设计

ｉｉｖｒｄｔｅｅｃｙｔｎＴｈｘｅｍｅｔｅｕｔｄｍｏｓａｅｔａｔｅｉｇｎｒｐｉｎａｏｔｍｈｗｓａｖｎａｅｆａｇｅｐｃ，ｓｎｅｓｎｒｐｉ．ｅｅｐｒｎａｒｓｌｅｎｔｔｈｔｈｍａｅｅｃｙｔｌｒｅｈｏｉｌｓｒｏｇｉｈｓｏｄａｔｇｓｏｒｅｋｙｓａｅｌ
ｖｄ．，３Ｍａ００Ｐ．４０３５６Ｎｏ１，ｙ２１，Ｐ３５ — ４２
Ｔｌ８ — ５ — ６０６５９９４ｅ：６５１５９９３＋６０６
利用复合混沌系统的图像加密方案研究与设计
韩英，云凤李
（长沙航空职业技术学院，南长沙４０１）湖１０４
ＡｂｔａｔＴｈｓａｅｒｓｎｓａｎｗｈｏｉｉｇｎｒｐｉｎａｏｉｍ．ｅＢａｅｐｉｕｅｈｆｅｔｅｐｓｏｓｆｈｇｉｅｓｓｒｃ：ｉｐｐｒｐｅｅｔｅｃａｔｍａｅｅｃｙｔｇｒｈｃｏｌｔＴｈｋｒｍａｓｓｄｔｓｕｈｏｉｎｅｉｅｐｘｌＯｌｉｔｏｔｍａｉｅｓａｉｌｏｉｎｔｐｔ —ｄｍａｈａｎ，ｔｅＬｕｃａｔｙｔｍｓｄｔｎｒｐｈｈｍｅｍａｅｈｅｓｕｆｎｈｎｒｐｉｎｉｃｒｕａｅ．ｃｙｔｎｈｉｈｏｃｓｓｉｅｉｕｅｅｃｙｔｅｓｕｄｉｇ，ｔｈｆｅａｄｔｅｅｃｙｔｓｉｌｔｄＤｅｒｐｉｓＯｔｌｏｃｏ

混淆和扩散相结合的图像混沌加密方法_刘红

3 7
素混淆和扩散的加密算法 , 根据分组密码具有混淆和扩散两个机制 , 结合混沌动力系统特有的优点 , 该方案简单、快速并且对密钥敏感 , 不仅有效抵抗
{[艺 (无 ;+ 4` ) ,。十艺 ( 、。 +、):。 ]/ 2 ,, }m od l (6)
图3
完整的加密算法流程
3
仿真实验及分析
研究表明直方图、像素相关性、密钥敏感性可
2.2
像素扩散对分组图像的像素点进行扩散操作 , 具体为 :
有效衡量算法抵御统计分析的能力 , 为此我们进行
根据肠gisti e 映射生成的密钥 X ` = m , 令 k卜, = k 。, 利用公式 ( 9 ) 完成像素扩散操作。其中 C ( i ) 和
M D S a lg o n t hm
Pi x eleo nf u sio n
128一 b it t key s D if i 一 f si n o o P e ra t io n
表1
位值
位值和相应的操作
加密像素点采用的运算循环左移一位 , p 。= p: 《 1
循环右移一位 , p ; 二p : 》 l
高。采用分层分块 ['一〕的图像加密算法可以有效提高加密速度 ,但是对图像尺寸具有严格的局限性。
针对上述情况 , 本文提出了一种基于混沌的像
将生成的 1 2 8 位密钥分成 8 组 , 即 B 。,B 。(尸, Q = l ,2 ,3 ,4 ) , 为计算初始条件 x 。 , 将密钥组转换成

基于三维空间的图像加密算法

三维矩左右两部分。左映射就是在Ｕ平面上，把左半边矩阵从左到右第一行的所有元素，依次插入右半边矩阵从上到下的第一行两个元素之间，并且保持Ｋ轴坐标不变。然后再把左半边矩阵从左到右第二行的所有元素，依次插入右半边矩阵从上到下的第二行矩阵中，并且保持Ｋ轴坐标不变，复上述过程，到取完左半边的数据。第２步就是重直把在Ｕ平面上第二、、Ｎ行的对应的平行于Ｋ轴平面三 …
【】於时才，２孙华，缪东升．基于数字签名的双向用户认证方案Ｌ．玎北京：计算机信息，０６（）微２０６．
性，不可能计算出ｈ，．的值。可以确保安全性，卜并且不能被象
棋大师的桥接攻击。
【】３周世祥，王政．基于改进的ＦａＳａｉ签名协议的组播认证方ｉ — ｈｍｒｔ
全性高的特点，经分析改进协议完全避免了其原有缺陷，证
明改进协议是有效的。
参考文献
［１龚俭，１］陆晟，计算机网络安全导论【】南京：等．Ｍ．东南大学出版
社，９／０１，＇％￣２
子集Ｃ可以防止第三方Ｃ冒充Ａ，因为计算ｓ，是不可能的。子集Ｃ是防止Ｂ冒充Ａ。同时由于ｈｓ：ａｈ函数的单向
据进行比较其正确计算的结果是Ｃ的数据计算ｖｒ＊ｌ２ｍｏ，Ｃ的数据计算ｑｄＩ同时验证ｈ。ｄｎ２２ｍｏ１；的值，由于ｈｓａｈ函数的单向性，以不能冒充。所
（）６Ｂ将自己的ｈ。发送给ＡＡ对ｈ。值进行验．值卜；的一证可确认是Ｂ。

一种新的基于可逆矩阵的具有完整性检验能力的图像加密方案

ＯｕＤｕａａＳｅＬｉｎｈｏ，ｕｎＷｉ，ｎＢｏ
（１ＳｈｏｆｎｏｍａｉｎＳｉｎｅａｄＴｅｈｌｇ，ｕｔｓｎＵｎｖｒｉ，ａｇｈｕＧｕｎｄｎ００，ｈｎ；．ｃｏｌＩｆｒｔｃｅｃｎｃｎｏｏｙＳｎＹａ—ｅｉｅｓｙＧｕｎｚｏａｇｏｇ５１０６Ｃｉａｏｏｔ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｏａｉｖｒｅｍａｉ；ｄｇｔｌｉｇｎｒｉｎａｇｔｍ；ｃｐｂｌｆｄｌＭｎｅｓｔｘｉｉｍａｅｅｃ￣ｔｌ・ｈｒａｏｘｉａａｉｔｏｉｙｃｅｋｎｔｇｉ；ａｉｉｈｒｉｇｈｃｉｇｉｅｒｔｆｇｌｃｐｅ－ｎｙｒｅｍａｅ
Ｄｅｒｐｉｎｉｉｌｅｅｓｄｐｏｅｓｏｎｒｐｉｎｈｎｅｒｆｃｐｅ－ｇａｅｃｙｔｓａｓｍｐｅｒｖｒｅｒｃｓｆｅｃｔ．Ｔｅｉｔｇｉｏｉｈｒｉｏｙｏｙｔｍａｅｃｎｂ
一
果证明了，该方案为图像加密提供了一种高安全性和有效的机制。
关键词：模Ｍ可逆整数矩阵；数字图像加密算法；完整性检验能力；脆弱的密图中图分类号：Ｔ９Ｐ３１
文献标识码：Ａ文章编号：２９ —０Ｘ（０２０ —０９００５３２２１）２０８ —４
ｃｃｅｍａｓａｙｓｅｗｉｈｏｎｏｍｐｉａｅｏｈｅｋｄｂｙｈｕｎｖｉｕｌｓｔｍｔｕｔａｙｃｌｃｔｄｃｍｐｕａｉｎ．ｈｎｔｉｈｅ－ｍａｅｔｔｏｓＷｅｈｅｃｐｒｉｇｉｅｓｔｍｐｅｅｒｄ，ｗｅｃｎｔｇａｎａｎｏｒｔｏｂｕｈｅｒｔｉａｘｃｐｏｓｄｉｇｅａｎｏｉｎｙｉｆｍａｉｎａｏｔｔｅｓｃｅｍｇｅｅｅｔａｎｉｅｍａ．Ｔｈｅｋｅｓｓｍｐｌｎｄｌｒｅｅｏｈ．ｅｒｔｃｌａａｙｓｓａｄｅｐｅｉｎａｅｕｌｓｄｅｎｓｒｔｈａｈｙｉｉｅａａｇｎｕｇＴｈｏｅｉａｎｌｉｎｘｒｍｅｔｌｒｓｔｍｏｔａｅｔｔｔｅｐｒｐｏｅｃｅｅｏｆｅｓａｈｇｅｕｒｎｄｅｅｔｖｃｎｓｆｒｉｇｎｃｙｉｎ．ｏｓｄｓｈｍｆｒｉｈｓｃｅａｆｃｉｅｍｅｈａｉｍｍａｅｅ：ｐｔｏｏｒ

基于CNN和DES的图像保密通信系统设计方案

用硬件电路实现Ｊ并且在ＣＮ中能观察到分岔和，Ｎ
１ＣＮ中混沌信号的生成Ｎ
１８９８年，ｈａ和ＹｎＣｕａｇ提出了细胞神经网络及
混沌现象Ｊ目前，Ｎ．ＣＮ作为一种灵活而有效的神经网络和实现三维甚至更高维动力学行为的结构广
向菲肖慧娟丘水生
（华南理工大学电子与信息学院，东广州５０４）广１６０
摘
要：为了解决混沌加密系统密钥空间设计上的不足以及数据加密标准（Ｅ）密算ＤＳ加
法易被攻击的问题，细胞神经网络与ＤＳ加密算法相结合，出一种混合加密通信方将Ｅ提
ＣＮ的３个状态变量、和，ｉＮ在时刻的数值解
、
Ｘｉ由这些数值解构成了混沌信号序列Ｊ２和，，８：
／１、
作者简介：向菲（９０）女，１８．，博士生，要从事混沌保密主通信及信息安全方面的研究．－ａｌｆｅｉｇ２．ｏＥｍｉ：ａｘｎ＠１６ｔｍｙａ
维普资讯 ຫໍສະໝຸດ 华南理工大学学报（自然科学版）
第３５卷第９期
２ｏ０７年９月
ＪｕａｏｈｉｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙｏｒｌｏｆＳｕｔＣｈｎａＵｎｖｒｉｙｏｃｎｌｇｎ
其应用方案 … ．中采用一种全联结的三细胞ＣＮ文Ｎ
模型：

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。

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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(。