一种图像置乱的改进算法

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一种基于扩展ZigZag与位交换的图像置乱算法

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。
关键词中图分类号图像置乱扩展Ｚｇａ换ｉｇ变ＺＴ３１Ｐ０文献标识码位交换鲁棒性Ａ
ｓｏｈｔｔｅａｇｒｈｈｓｇｏｍａｅｓｒｍｂｉｇｅｆｃａｄｆｓｔｅｎｎｓｕｒｍａｅａｅｌｔｈｓｆｅａｔｉｔｒｒｎｅｃｐｂｌｙａａｎｔｈｗｔａｈｌｏｉｍａｏｄｉｇｃａｌｆｔｎｉｈ ’ ｏ —ｑａｅｉｇｓｗｌ，ｉａｎｎｉｎｅｆｅｃａａｉｔｇｉｓｔｎｅｔｉ — ｅｉ
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
陆萍董虎胜马小虎
（苏州经贸职业技术学院信息系
（州大学计算机科学与技术学院苏
江苏苏州２５０１０９）
江苏苏州２５２）１０１
摘要
Байду номын сангаас
对标准Ｚｇａｉｇ变换进行改进，出一种基于扩展ＺｇａＺ提ｉｇ变换与位交换的图像置乱算法。算法在将图像作扩展ＺｇａＺｉｇ变Ｚ
．
ｔｎｆｍａｏｎｉｅｃａｇｒｐｓｄｆｒｈｘｅｄｄＺｇａａｓｒａｉｅｇｍｄｎｔｅｉａｅｄｆｒｎｂｔｘｈｎｅｍｅ — ｒｓｒｔｎａｄｂｘｈｎｅｉｐｏｏｅ．ＡｅｅｅｔｎｅｉＺｇｔｎｆｍｔｎｂｉａｅｏｇ，ｉｅｅｔｉｅｃａｇｔａｏｉｔｓｔｔｒｏｏｎｈｍｆｈ

改进的Arnold恢复算法

改进的Arnold恢复算法摘要：随着信息安全技术的发展，作为有效的图像加密技术之一的Arnold变换，由于其周期性而被广泛运用于图像置乱。

但是，现有的Arnold恢复算法，特别是对于阶数较大的图像，耗时较大。

针对此情况，本文提出改进的Arnold恢复算法，综合了周期法和逆矩阵算法的优点。

该算法将两种算法相结合，先求取图像的Arnold变换周期Period，然后将Arnold变换次数N与Period/2进行比较，当N< Period/2时，逆运算采取基于逆变换矩阵的恢复算法；当N> Period/2时，逆运算采取基于周期的Arnold变换恢复方法。

经过Matlab7.0实验仿真，证明了本文算法较高的运行效率。

关键词：Arnold 周期法逆矩阵法Arnold恢复算法1 Arnold变换定义Arnold变换最早是由V.I.Arnold1]等提出的一种图像变换算法，又称猫脸变换（cat mapping）。

猫脸变换核心在于变换矩阵，其定义为：设平面单位正方形内的任一点为，对其作特定的变换[2][3]如式1。

Arnold变换主要应用于数字图像相关技术领域中，用以置乱数字图像已达到保密的目的。

其具体操作就是对数字图像不断地进行迭代Arnold变换，经过一定次数的变换后会有一个临界迭代次数，在此次数下变换后的图像会呈杂乱无章状，毫无规律可言。

如此，便可以将图像进行简单的加密[4][5]。

Arnold变换在数字图像中的二维变换公式如2：其中分别为数字图像内的点和变换后的点，N是数字图像的阶数。

以上只是标准的二维Arnold变换表示形式。

从矩阵形式上看，一般的Arnold变换矩阵[6][7]如3：2 Arnold变换的恢复算法数字图像应用中的Arnold变换的恢复算法有两种方式：基于周期的运算方式和基于反变换的运算方式。

一般数字图像需要进行多次置乱才可以达到满意的效果，经过n次Arnold置乱的公式为4：对于数字图像的置乱都是有周期的，且周期随着图像阶数不同而不同。

一种新的基于概率距离的图像置乱评价方法

ｍｅｈｄｃｎｒｆｃｅｓｒｍｂｉｇｄｇｅｎｅｉｅｅｔｓｒｍｂｉｇｔａｓｏｍａｉｎｔｏａｅｌｔｈｃａｌｎｅｒｅｕｄｒｄｆｒｎｃａｌｒｎｆｒｔ．ｅｔｆｎｏ
Ｋｅｒｓ：ｓｒｍｂｉｇｔａｓｏｍａｉｎｌｃｒｃｓｉｇｙｗｏｄｃａｌｒｎｆｒｔ；ｂｏｋｐｏｅｓｎ；Ｂａｔｅａｙａｃｅｃｅｔｃａｌｇｄｇｅｎｏｈｔｈｒｙｏｆｉｎ；ｓｒｍｂｉｅｒｅａｉｎ
不同置乱变换下具有的置乱程度。关键词：置乱变换；分块处理；Ｂａｔｈｒｙｈｔｃａｙａ系数；置乱程度ａ中图分类号：Ｔ３１Ｐ９文献标志码：Ａ文章编号：１０ —６５２１０ —０３００１３９（００）３１８．３
０引言
网络技术的迅速发展给人们的生活带来了极大的便利，人们通过网络传递所需的信息。而网络的开放性也使非法用户
性等方法度量图像的置乱程度。文献［］２充分考虑了图像置
乱前后像素点位置的变化情形，出了基于距离思想的置乱程提
刘建华，韩纯洁，范九伦，袁岁维
（．１西安邮电学院信息与控制系，西安７０６；．１０１２西北电子设备研究所，西安７０６）１０５
摘
要：通过对图像的分块处理，出一种评价图像置乱效果的方法。将原图像与加密图像进行相同的分块处提
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ —６５２１．３０６ｏ：０３６／．ｓ．０１３９．０００．７ｓ

一种改进的数字图像置乱算法

了进一步的提高。
文中使用的是二值水印图像，其中二值水印的矩阵为：
印信息原有的面貌，然后再将水印信息隐藏到载体
里面。这样，尽管攻击者能将数字图像从载体中提取出来，也无法分辨出经过置乱后图像的信息。所以，对水印信息进行旋转、置乱运算是很有必要的。
ＡｂｔａｔＷｉｈｅｅａｏｓｒｃ：ｔｔｅｓｖｒｌｍｍｏｇｃａｌｇａｇｒｈ，ｎｅｔｎｅｇｃａｌｇａ — ｈｃｎｉｍａｅｓｒｍｂｉｏｔｍｓａｘｅｄｄｉｅｓｒｍｂｉｌｎｌｉｍａｎ
对矩阵Ｗ的对应元素进行行扫描，后转换然
收稿日期：０２— ３一２２１０Ｏ作者简介：黄婕（９９一）女，１７，湖南长沙人，讲师，工学硕士，方向为计算机应用技术。研究
ｇｒｔｍ — ＧＥＭＭＥＲｌｏｔｍｓｐｏｏｅｏｐｒｔｃｏｔｘｆｉｇｆｃｉｅｙ：ｒｔｗａｅｍａｋｎｍ— ｏｉｈａｇｒｈｉｉｒｐｓｄｔｏｅｔｃｎｅｔｏｍａｅｅｆｔｖｌｆｓｔｒｒｉｇｉｅｉ
伴随着人们对信息安全和保密意识的日益加强，数字图像的置乱已成为一个重要的研究课题。目，前在信息隐藏技术方面确实取得了可喜的成绩，但与此同时信息攻击者所采用的攻击手段也在不断进步，能否很好地保证信息的安全，是一个亟待解决的问题。而图像置乱方法作为数字水印的一项基础性工作，用一定置乱方法的图像能采够使水印图像消除像素空间的相关性，而失去水从

一种基于补丁算法改进的图像隐写方法

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｃｌａｓｓｉｃａｌｐａｔｃｈｗｏｒｋａｌｇｏｒｉｔｈｍｐｒｏｖｉｄｅｓｖｅｒｙｌｏｗｅｍｂｅｄｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ．ＳＯａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｓｔｅｇａｎｏｇｒａｐｈｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｐａｔｃｈｗｏｒｋａｎｄ
ｉｓｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｉｍａｇｅｓｃａｍｂｒｌｉｎｇｄｅｇｒｅｅ．Ｔｈｅｎｉｍａｇｅｂｌｏｃｋｐａｉｓｒａｅｒｃｈｏｓｅｎｆｏｒｅｍｂｅｄｄｉｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｄｔｈｍ
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｉｍａｇｅｓｃａｒｍｂｌｉｎｇ；ｓｃａｒｍｂｌｉｎｇｄｅｇｅｒｅ；ｓｔｅｇａｎｏｇｒａｐｈｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｐａｔｃｈｗｏｒｋ
ＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎ图像隐写方法
李红蕾姚孝明周晓谊（海南大学信息科学技术学院海南海口５７０２２８）
【摘要】针对经典补丁算法进行信息隐藏时嵌入容量极低的缺陷，基于图像置乱和分块的方法，提出一种改进的图像隐写算法。首先将载体图像进行恰当分块并进行充分置乱，置乱程度以分块的均方差来衡量，然后在置乱图中选择分块对进行信息嵌入。实验结果表明，该方法可将载体图像的嵌入容量由１比特扩展到数百比特，同时具有视觉不可觉察性，对ＪＰＥＧ压缩和噪声攻击有较好的鲁棒性，可抵御卡方、ＲＳ和ＳＰＡ分析等平面域的经典隐写分析

一种改进的数字图像加密算法

Ｋｅｒｓｃａｔｙｔｍ；ｇｎｒｐｉｎ；ｉｐ；ｈａｒｎｆｒａｉｎ；ａｐｙｗｏｄ：ｈｏｉｓｓｅｉｅｅｃｔｃｍａｙｏｂｔｍａｓｅｒｔａｓｏｔｍｏｃｔｍａ
摘要：了能对经过剪切变换攻击的加密图像进行有效恢复，出了一种基于混沌序列的数字图像加密算法，方法在预处理为给该的基础上。于数字图像灰度矩阵位平面进行置乱加密，恢复过程中通过象素邻域灰度信息进行恢复，够有效抵御针对加密基在能图像的剪切变换攻击，时给出了一种非线性的、用高维混沌系统产￣：／序列的方法。实验表明，方法具有较好的效率和安同应＿－ｔ／该
ｐｏｏｅｂｓｄｎｈｏｉｅｕｎｅ．ｉｐｒａｈｎｒｐｓｉｔｉａｅｙｅｕｉｇｎｉａａｅｐｅｅｔｅｔａｄｒｐｓｄａｅｏｃａｔｓｑｅｃｓｈｓｐｃｅｃｙｔｃＴａｏｄｇａｍｇｈｐｒｔｏｂｔｐｆｒｒｔａｎ，ｎｉｌｍｎｍｔｒｍ
ｄｃｙｔｎｉｅｓｖｕｓｆｈｉｇｗｈｃｉａｔｃｅｂｓｅｒｒｎｆｒａｉｎｓｏｕｅｂｕｉｇｅｇｂｒｇｉｅｓｅｒｐｉｐｘｌ ’ ａｅｏｔｅｍａｅｏｌｉｈｓｔｋｄｙｈａｔａｓｏａｍｔｉｏｃｍｐｔｄｙｓｎｉｈｏｎｐｘｌ ’ ｎｉｖｕｓｉｃｎｐｔｃｈｎｒｐｉｎｉｇｒｍｈａｒｎｆｒａｉｎａｔｃ．ｉａｅｕｎｅｏｌｅｒｇｎｒｔｇｍｅｈｄｂｓｄｌａｅ，ａｒｅｔｔｅｅｃｔｍａｅｆｏｓｅｒｔａｓｏｔｏｙｏｍｔｔｋＡｂｎｒｓｑｅｃｎｎｉａｅｅａｉｔｏａｅｏａｙｎｎｏｈｏｉｙｔｍｓａｓｒｓｎｅ．ｈｘｅｉｎａｅｕｔｎｉａｅｔｅａｇｒｈｈｓａｇｏｆｃｅｃ．ｎｃａｔｓｓｅｉｌｏｐｅｅｔｄＴｅｅｐｒｍｅｔｒｓｌｉｄｃｔｈｏｔｍａｏｄｅｉｎｙｃｌｓｌｉｉ

一种基于LSB图像信息隐藏的改进算法

随着Ｉｔｎｔｎｅｅ技术和多媒体技术的飞速发展，ｒ多媒
信息隐藏技术（ｎｏｍａｏｄｎ）是１９国ＩｆｒｔｎＨｉｉｉｇ９６年外才开始兴起的一门新的学科【。它利用载体信息的２】
冗余性，将秘密信息隐藏于普通信息之中，通过普通
信息的发布而将秘密信息发布出去，即将重要的信息
性和安全性，十分容易逃过拦截者的破解ｐ。信息隐Ｊ藏技术主要分为频域信息隐藏技术和时域信息隐藏技
术。ＬＢ（Ｓ最不重要位）［６４］－是时域信息隐藏技术最常
即使遭到窃取也是一堆无意义的乱码。然而随着计算
机处理速度的提高，加密数据的破译时间也不断缩短。另外，以乱码形式在公共信道中传输的密文更容易引起破译者的兴趣而实施攻击和破坏。在网络传输过程
中，加密后的密文通常无法通过某些网络节点，因此
见的算法，它具有嵌入简单，隐藏容量大，具有很好
的不可感知性等优点。近年来，也出现了许种基于ＬＢ的最优像法 ’ 。ＣａＳ
素调整算法【；ｎＷａｇ等提出一种基于遗传算法的最优】ＬＢ替换方法，搜索出一个最优的灰度值映射，然后Ｓ将此信息通过该映射的信息置换，再嵌入到载体图像
摘
要：介绍并分析了传统的ＬＢ信息隐藏算法原理，详细阐述了图像置乱技术的原理和一种传统的混沌图像Ｓ
置乱方法。在此基础上，提出了一种新的图像信息隐藏算法：基于图像向量索引奇偶性进行信息隐藏的算法。
试验结果及分析结果表明，该算法实现简单，有很好的视觉掩蔽性和较高的信息隐藏容量，并提高了信息隐藏

一种改进的基于广义猫映射的图像加密算法

ｒｓｌｓｓｏｔａｈｒｐｓｄａｇｒｔｍａｅｏｄｅｃｙｔｏｅｕｔｈｗｈｔｔｅｐｏｏｅｌｏｉｈｃｎｇｔａｇｏｎｒｐｉｎ，ａｄｈｓｔｅｌｒｅｋｙｓａｅｎａｈａｇｅｐｃ，
ＺＨＡＮＧｎｘｎ，ＺＨｏｇｉｇＨＡＮＧｅｅｇＸｕｆｎ
（出ｏ￣ＳｆｃｔｎａｎｃｉｎＢ咄ａｏｄＩｆｒｏｉｒｏｍｆ，ａＵｉｉｆｏｔａｄ＆ｘｔｉｆｍ，ｉ７０１㈧ Ⅺ’ｌｎ￣ｔＰｓＴ￣ｍｍｃｏＸ’ １１，ｌｖｙｏｓｎａｉ矾２
一
种改进的基于广义猫映射的图像加密算法
张红星，张雪锋
（西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西西安７０２）１１１
摘
要：为了对任意大小的数字图像进行加密，出一种结合二维ｊ等长图像置乱变换和ｌｉｉ混沌映射提｝ｏｓｃｇｔ
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｅｃｙｔｈｉｉｌｍａｅｗｉｎｉｅｎｉｇｎｒｐｉｎａｇｒｔｍｆｓｒｃ：ｎｏｄｒｔｎｒｐｅｄｇｔｔａｉｇｔａｙｓｚ，ａｈｍａｅｅｃｙｔｌｏｉｈｏｏａｃｍｂｎｔｏｆｔｅｔ－ｉｎｉｎｌｎｎｅｕｌｔｒｌｉｇｃａｌｇｔａｓｏｍａｉｎａｄｌｇｓｉｏｉａｉｎｏｈｗｏｄｍｅｓｏａｏｑｉｅａｍａｅｓｒｍｂｉｒｎｆｒｔｎｏｉｔｃａｎｏｃａｔｐｉｒｐｓｄＦｒｔｈｏｉｍａｓｐｏｏｅ．ｉｓｌｉｕｅｔｅｔ－ｉｎｉｎｌｎｎｅｕｌｔｒｌｉａｅｓｒｍｂｉｇｃｙ，ｔｓｈｗｏｄｍｅｓａｏｑｉｅａｍｇｃａｌｏａｎｔａｓｏｍａｉｎｔｃａｌｈｇｉｅｓｏｉｉｎｎｈｎｕｅｔｅｃａｔｅｕｎｅｇｎｒ— ｒｎｆｒｔｏｏｓｒｍｂｅｔｅｉｍａｅｐｘｌ’ｐｓｔ，ａｄｔｅｓｈｈｏｉｓｑｅｃｅｅａｏｃｔｄｂｈｇｓｉｃａｔｃｍａｔｈｍａｅｐｘｌ’ｖｌｅｔｏｃｌｕａｉｎ．Ｔｈｘｅｉｅｔｌｅｙｔｅｌｉｃｈｏｉｐｗｉｔｅｉｇｉｅｓａｕｏｄａｃｌｔｓｏｔｈｏｅｅｐｒｎａｍ

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一
＋ｆｘ）Ａ１）１ｉ＝ｘ（一－
为系统参数， ∈（１，。当％０，）ｎＥＮ
３５９９５Ａ≤４时，射式（）于混沌状态，（）代．６４＜映１处式１迭
种加密技术，它利用了混沌系统优良的密码学特性。
１１混沌映射Ｌｇｓｉ．ｏｉｃｔ
息载体一样不容忽视。在传统的密码研究领域里，字数图像并没有作为一种特殊的明文形式而开辟一种特定
的加密方式。外，字图像所具有的信息量大、据呈此数数
一
种图像置乱的改进算法
何创毅，乐庚，志达陈王
（林电子科技大学计算机与控制学院，西桂林５１０）桂广４０４
摘要：提出了一种改进的基于混沌的图像置乱算法。该算法在对图像运用抽样技术预处理的基础上，用Ｌｇｓｃ映射产生的伪随机序列，图像进行灰度值的变换和全局的块置乱。实验仿真表利ｏｉｉｔ对明，加密算法具有良好的加密效果，有效地抵御统计攻击和差分攻击。该能
Ａｂｔｃ：Ｉｔｉａｅ，ａｉｒｖｄｌｏｔｍｉｒｐｓｄｏｍａｅｃａｌｇｂｓｄｎｈｏｉ．Ｔｅｒｐｓｄｌｏｔｍｓｒｔａｎｈｓｐｐｒｎｍｐｏｅａｇｒｈｉｓｐｏｏｅｆｒｉｇｓｒｍｂｉａｅｏｃａｔｎｃｈｐｏｏｅａｇｒｈｉｔｎｆｒｔｅｉｇｒｙｖｌｅａｄｃａｌｈｌｂｌｂｏｋｓｎｈｃａｔｅｕｎｅｇｎｒｔｄｂｏｉｔ－ｐａｔｒｔｅｄｇｔｌｒｓｍｈｍａｅｇａａｕｎｓｒｍｂｅｔｅｇｏａｌｃｓｕｉｇｔｅｈｏｉｓｑｅｃｅｅａｅｙｌｇｓｉｍａｆｈｉｉａｏｃｃｅａｉｇｉｒｃｓｅｕｉｇｍａｅａｌｇｅｈｉｕ．Ｓｍｕａｉｎｘｅｍｅｔｌｅｕｔｓｏｔａｔｅｒｐｓｄｌｏｔｍｈｓｏｄｍａｅｓｐｏｅｓｄｓｎｉｇｓｍｐｉｔｃｎｑｅｎｉｌｔｅｐｒｎａｒｓｌｏｉｓｈｗｈｔｈｐｏｏｅａｇｒｈｉａｇｏｓｒｍｂｉｇｐｒｒａｃｎａｅｉｔｓａｉｉａｔｃｎｉｅｅｔｌａｔｃｆｃｉｅｙｃａｌｅｆｍｎｅａｄｃｎｒｓｓｔｔｔｌａｔｋａｄｄｆｒｎｉｔｋｅｆｔｌ．ｎｏｓｃａｆａａｅｖ
Ｏ．４
Ｌｇｔｏｉｉ射来源于著名的统计学模型。目前被广ｓｃ映是
泛应用的一种｝昆沌动力系统，动态的数学模型可表示为：其
二维矩阵分布、据冗余量大等特点，得传统的加密数使
方法对图像并不是十分适应。基于混沌的图像置乱技术是近年来才发展起来的
得到在（１上的伪随机序列｛ｋｏ图１是在映射参数０，）＝。Ａ３８９、值Ｘ＝．８＝．８初００４５时＿式（）产生的５０个伪随机，１所０
１０．０．９０．８Ｏ．７０．６０．５
关键词：图像置乱；像加密；样；沌图抽混
中图分类号：Ｔ１．３Ｎ９１７文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ７０２１１３０３ — ３６４７２（００１ — ０００
Ａｎｍｐｏｅａｇｒｔｍｆｒｉａｅｃａｂｉｇｉｒｖｄｌｏｉｈｏｍｇｓｒｍｌｎ
Ｋｅｒｓ：ｉｇｃａｌｇ；ｉｇｎｒｐｉｎ；ｓｍｐｉｇｙｗｏｄｍａｅｓｒｍｂｉｎｍａｅｅｃｙｔｏａｌ；Ｃｈｏｉｎａｔｃ
数字图像作为信息的一种载体，安全性和其他信其
１算法的改进与设计
ＨＥＣｈａｇｕｎＹｉ，ＣＨＥＮＬＧｅｅｎｇ，ＡＮＧＺｈＤａＷｉ
（ｅａｍｎｏｏｐｔｎｏｔｌＧｉｎｎｖｒｔｆＥｅｔｎｅｈｏｏｙ，ｕｌ５１０ＣｉａＤｐｒｅｔｆＣｍｕｅａｄＣｎｒ，ｕｌＵｉｓｙｌｒｉＴｃｎｌｇＧｉｎ４０４，ｈｎ）ｔｒｏｉｅｉｏｃｏｃｉ