一种图像置乱算法及在数字电视中的应用研究
基于混沌映射的图像置乱加密算法

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 ( o fs n 和 扩散 ( f s n . 究 图像置乱 加密方 法很 有意义【 . C nui ) o Di u i ) 研 f o 3 ] 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 + 1 2i : ) 一 (i)当 k为偶 数 时 , j ]一 A(, 一 1 iM 一 ) . () 4
L-( × N+ ) [ i 2 一
]一 A(, 一 1 iM 一 ) .
() 5
第2 9卷
第 5期
吉 首 大 学 学报 ( 自然 科 学 版 )
J u n lo ih ie st ( t r l ce c io o r a fJs ouUn v riy Na u a in eEdt n) S i
Vo _ 2 NO 5 I 9 .
S p . 2 08 et 0
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 k y 如 k y一 1 3 , 将 e. e 2 4 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 k y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 al n ()a 图 b ct ( 嵌入 图 1 c )
图 1 机密图直接 嵌入
F g 1Co f e t l i u ee e d dd r c l i. n d n i g r mb d e i t i aF e y
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
2 T l o C — c O. T Na C a g, i g 3 0 9 h a . e h w S I ehC L D l t n h n J n Xi 0 2 , i ) a 3 cn
Ab t a t s r c :W e d s u st e s n f a c fi g c a l g e c y t n i n o ma i n h dn a s s i n a d ic s h i i c n e o g i ma e s r mb i n r p i n i f r t i i g t n mi so n n o o r
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
c mp n n so a h px l n t e oo p c c o e d f rn a s t r n f r o c iv n ma e s r mb i g a d t o o e t fe c ie i h c l r s a e h s i ee t w y o ta so m fr a he i g i g c a l , n i n s p r d ct sd s u s d o r p s gt e c n e t fs g lr y p i t n a e p r d h e e p r n a n y i s o s ta e o ii wa ic se ,frp o o i h o c p i ua i on d f k e o .T x e me tla a ss h w h t i y n o n t a i i l t e a g r h h s g o fe to c a l g lr e e p c , f x b e e c y t n a d h g e u t .An t i u in a d h o t m a o d e c fs r mbi , ag r k y s a e l i l n r p i , n ih s c r y l i n e o 【 i d i df s n s o dsu b c r d a . itr a e a e ie n 1 Ke r s if r ai n s c rt; dg tl i g ca l g t r e d me so a u - f n a so ai n p r d ct ; y wo d : n o m t e u y o i ii ma e s r mb i ; h e i n in l s b af e t n f r t ; e o i i a n i r m o i y
基于Arnold变换与LSB嵌入的数字水印系统

( 贵州大学职业技术学院 ,贵 阳 50 0 ) 5 04
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 A o ml d变换 的 图形置 乱 算 法并 利 用MA L B . T A 7 0对这 一 算 法进 行 了实现 ,最后提 出了一种 基 于 A l mo d置乱 变
h n d s se te i u s d i g h o rtmei b s d Ot rod a d s ltd t ea i mei i t b 7. At a t c ma ec a s i h t a e F a l i ae r h t w t ma a 0. s a c n n mu h t c h l l we p p s d te w t mak n y t b e F Amo rn fr a d L B e e d n . o r o e ae r i g s s m a d O h r e s t l t som S mb i g d a n d
Ab ta t I h s p g r we ito u e ma e c a s ai mei n e e a o sr c : n t i a e , n rd c d i g h o rt h t a d s v r lc mmo ma e c a s ai me i c n i g h o tt h t c,
数 字 图像 可 以 看 为 一 个 二 维 矩 阵 , 过 A o 经 n d rl 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
a d LS e be d n n B m d ig
基于素数的魔方变换及其在数字图像加密中的应用

计算机与数字工程
C mp tr& Dii l n ie r g o u e . gt gn ei aE n
Vo . 0 No 6 14 .
11 6
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 I A, 据它 的大 mg 根 小产生一个 同样 大小 的魔 方矩 阵 A, I A 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 3 2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 G a 码变换 、 n l ] ry ] Aro d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 4 4 0 )2 河南理工大学计算机科学与技术学院 5 0 0 (. 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
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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
CUIJze ih ,ZHANG B ,Jn o M o o gWe n KI
(.C lg E oo ia d aa e et Y ni n e i , i a 13 0 , h a , oeef c m c n ngm n , ab nU i  ̄t J i Y 3 02 C i ; l o n M a v y l n n
m n Maae et esg ,MM) et ngm n M s eE a 传给用户 。在接收端 , 付 目前 , 国内的 C S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 P K 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 E M, M 得到业 务密钥 S 再利 用 S K, K解 出 E M C 内统一 的数字 电视 制式标 准 尚未 发布 , 目前 C S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 tm n ot l esg , C 和 经过加 扰 的信 号复 用在 l et n o M sae E M) e C r
20 09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… 。C T 1 C V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】T 0 ;N4.9 N 5T 9917 【 文献标识码 】A
I a e S r m bln g ih n t pl a i n i t I rV m g ca i g Alort m a d Is Ap i to n Di a c
一
2 )利 用服 务 密 钥 s K对 授权 控 制 信息 E M 加 密 ; C 3 )利用个人分配密钥 P K对授权 管理信息 E D MM加
( ev eK yS , Sri e ,K) 将控 制字加 密成授权 控 制信 息 ( ni E M 中携带 了对 C 的加密编码及接 收参数 。 c E t - C W
文章编号 :02 89 (0 12 - 04-4 10 -6 2 2 1 )0 02 - 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 Jn o I , gWenKM o
( .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 ) 30 22 韩 17 3
1 条件 接 收 系统基本 概念
条件接 收系统 ( A ) C S 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 。
bsdo eDsrt oieTas r ( C ae nt i e C sn rnf m D T)i p t r a& Icnb sdi n n escryo e—T rga r.B e i o i ag- h c e o s u w r t a eue maa gt eu t fe f e n h i f V po mmes ym .s fhs l r t o rh i cns lyteit at epoesbte noi n i tl V e ey tna ddey t n n ces esc ryb n igb A sae y i m, t a i i ne ci rcs e e r a dg a nrpi n erpi ,adi raet eui r gn yC h r.B t mp f h r v w i gl i T o o n h t i
起传送 给用户 , 同时利 用 个人 分 配密钥 ( esnl i 密 ; M Pr a Ds o — E M携带 了终端 的授权信 息及 用户 订购节 目信 息等 tb t K yP K 对 s r u e ,D ) K加密 , i e 形成 授权管理 信息 ( nie E tl 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 C S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 D T的 图像 置乱 算 法 C
2 1 D T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1 C S 为 A 系统的传送端原理图 。图中 , 用户 I I 后 ,机卡分离 ” D、 c “ 模式将成为 C S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
D T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 D T变换有 、 C
可分离性等特 点。正是 基于 这种 特点 , C D T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 D T变换公式为 C
ts,i i o n e ha h ma es rmbigag rtm rmoe n ti a rr srisbo kn fe t xsig i t e ca ln g rt m. T e ag — et t sfu d d t tte i g c a l lo h p o td i hsp p e tan l ig e cse itn n oh rsrm ig a o h n i e c b l i h o l
pia o ii leei o nut r nrd cd nC ia tedgtl V h ss p dit ehg e nt nae whl teea one em tr l t ni dgt lvs nid s yaeit ue .I hn ,h i a a t p ot ihdf io g , i r s edt au ci n at i r o i T ee n h 【 i i eh l h e
ro d 幻方 变换 、F IS模 型 、ow y游戏 和 G a Cn a ry码 9套高清 同播节 目相继上星播 出, 志着我国电视播出进 A nl 变换 、 标
入高清时代 。
等, 都有各 自的优 缺点
。本 文运 用 D T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 C S C n ioa A cs S s m) A ( odt nl ces yt 。 i e
在信号 的发送端 , 根据授权要求 , 制字发生 首先 由控
C n o Wod C , 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 ( ot l r, W) 由它控
【 e od 】m g cytn iaes a b n; it V; A ; i recs etnf m K yw rs iaee r i ;m r lg d il C S dse on as r n po g cm i ga T ct i r o
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
o uin i h n g me to r ga slto n te ma a e n ffep o r mmes,a l a h aa c fstli rn miso n a l rn miso . An i g ca e r swel ste b ln e o aele ta s sin a d c be ta s sin t ma e s rmbl gag rtm i o h n l i
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 ,