Rijndael算法在数字图像置乱中的应用

Rijndael加解算法具有良好的安全性和高运行效率，被公认为较好的密码算法。针对数字图像数据量大、冗余度高、像素间相关性强的特点，将Rijndacl算法中的轮密钥异或、S-盒变换、行移位变换和列混合变换应用在图像加密中，提出了基于Rijndael的图像置乱算法，主要实现了图像像素的像素值变换、图像像素的替换和图像像素的置换。实验结果表明，加密后的图像类似于白噪声的图像，达到了较为理想的置乱效果。     

基于Rijndael的彩色图像加密算法的研究

Rijndael算法是针对一维数据流的密码算法.将Rijndael应用在数字图像加密中,并改进了Rijndael中的行移位变换、列混合变换和密钥扩展方案,提出了一种基于Rijndael和随机数序列的图像置乱算法.该算法主要利用密钥异或来实现图像像素值的变换、S-盒变换来完成图像像素的替代、行移位变换和列混合变换来实现图像像素的重新排列.由于有Rijndael的安全性作为保证,使加密后的图像安全性得到进一步地提高.     

一种改进的数字图像置乱方法

图像置乱技术利于图像的保护,有效地保护数字图像内容为目的,结合Rijndael算法理论,提出了一种新的图像置乱算法.算法在原Rijndael算法的密钥扩展方案上进行了改进,综合运用了像素值置乱、像素位置乱、块置乱等技术,增强了图像置乱的效果.同时,算法改进了种子密钥的长度策略,使其与待加密图像的像素个数相等,以便适应于各种尺寸的数字图像,并有效提高了算法执行效率.采用图像相似度和图像直方图的评价方法对置乱的效果进行仿真计算.计算机仿真结果表明,与传统方法相比,算法对图像置乱简单高效,达到了很好的效果.     

移动终端的图像快速加密方法研究

针对移动互联网智能终端的图像加密需求,在对传统的图像像素位置置乱以及像素灰度值变换加密等方法的分析与实验基础上,提出移动终端图像加密方法的四项选择原则,并按此原则设计Arnold变换和混沌序列加密相结合的图像双重密钥双重置乱加密算法。同时,为了提高加解密运算速度,实现移动终端快速图像加解密工作,在基于对Arnold变换的周期性验证和理论推导,得出移动终端的图像加解密矩阵的快速查表法。应用证明,该算法能满足事务处理对移动终端图像加密的需求。     

基于多混沌映射算法的图像可逆化加密仿真

原图像经过对矩阵元素随机打乱可得到加密图像,加密后的图像可以有效防止已知攻击。可逆映射可以高效地实现像素置乱,但由于离散混沌序列的初始条件较为敏感,因此像素扩散置乱难度较大。为此提出基于多混沌映射算法的图像可逆化加密方法,在图像加密过程中,采用扩散置乱和Arnold变换置乱图像,通过Logistic映射系统和Chen系统生成离散混沌序列,置乱后图像中红、绿、蓝三基色分别执行异或运算,从而输出加密图像。在图像解密过程中,分别对扩散置乱、Arnold变换以及图像加密执行逆映射,输出解密图像,完成图像可逆化加密。实验结果表明,所提方法密钥敏感性和原图与解密图像像素值分布更均匀、相邻像素相关性更低,鲁棒性更强。     

数字图像置乱加密解密技术的研究与实现

研究了多媒体图像加密解密的相关技术,对相关的加密算法进行了研讨和实现,主要对三种图像置乱算法利用MATLAB软件进行了编程实现。首先对像素置乱、行列置乱、色彩饱和度置乱三种算法进行实现,分析不同算法的加密效果。然后用三种加密方法对选取的同一图片进行了加密解密实现,比较加密效果,分析三种算法各自的优缺点。     

基于Gray变换的图像置乱改进新算法

文章提出了一种基于Gray变换的图像置乱改进新算法,首先对原始图像进行Gray变换,然后对变换后的图像进行Zig-Zag扫描,再对每个像素值和它前面相邻的像素值进行按位异或运算,同时对运算的结果进行像素值的交叉换位,提高抵抗破译攻击的能力。实验结果表明,该算法与传统的图像置乱算法相比,置乱后的图像不仅直方图发生了显著改变,而且置乱图像的统计特征更像白噪声,更加适用于图像文件的加密传输和秘密图像信息置乱预处理。     

一种改进的Arnold Cat变换图像置乱算法

Arnold Cat变换是经典的图像置乱算法,但其存在密钥量小,置乱视觉效果差的缺点。同时置乱仅仅是重新排列图像各像素点的位置,像素值并没有发生改变,这样攻击者就可以通过统计分析等手段进行破译。针对Arnold Cat变换的不足,运用混沌理论,提出了一种基于均匀性的改进Arnold Cat变换置乱算法。仿真实验证明改进的算法具有密钥量大、置乱视觉效果好、图像的位置和像素值均发生本质改变等优点,增加了图像加密的安全性。     

改进的加密算法在医学图像上的应用

采用二维离散混沌模型,研究了从混沌序列到加密因子序列的映射方法.基于Rijndael算法的设计原理,并且结合加密因子序列的优良伪随机特性,提出一种基于Rijndael的改进加密算法.改进了Rijndael中的行置换,列置换和密钥编排方案,使之成为替代与置换相结合的图像加密算法.实验结果表明,加密后的图像类似于白噪声的图像,达到了较为理想的置乱效果,特别是在不考虑噪声等外界影响前提下该算法可以实现无损加密,具有很好的应用前景,能很好地适用于要求高保密性的医学图像文件.     

二维不等长变换改进及其应用EI北大核心CSCD

针对二维不等长变换置乱图像效果差且纹理特征明显,难以满足高安全性图像信息保护需要的问题,提出二维不等长Arnold变换的改进方法,并将其用于像素位置置乱和像素值加密中.该方法利用经典可逆二维标准映射的构造思想将二维不等长Arnold变换进行非仿射化修改,获得一种具有非线性变换特性的保面积且具有周期的置乱变换,对任意高宽不等图像置乱加密并用其逆变换来快速恢复原图像.大量实验结果表明,文中方法是有效的,相比现有二维不等长Arnold变换能有效地改善图像置乱效果并降低图像纹理特征,对任意高宽图像的高性能置乱加密具有一定的推广价值.     

像素位置与像素值双重置换的混沌加密算法

提出了一种数字图像像素位置与像素值双重置换的混沌加密算法,对常用的基于混沌的数字图像加密技术进行了改进,利用Logistic混沌映射对数字图像像素位置进行置换加密,然后再次利用Logistic混沌映射对数字图像像素值进行置乱,从而达到对像素位置和像素值双重加密的效果。仿真实验表明：其加密效果优于利用Logistic混沌序列对数字图像像素点置乱的加密技术。     

一种基于混沌的图像置乱算法

本文提出了一种新的基于混沌系统的数字图像置乱算法,并将其应用于图像加密.该算法用Logistic映射产生的混沌序列值,离散化后构造出对换规则矩阵和横向、纵向移动量矩阵,通过遍历图像中的每个像素点,根据规则和图像中的另一像素点进行对换置乱.实验结果分析表明,该算法具有很好的置乱效果,有较好的加密效率和安全性.     

基于单一像素值改变的图像置乱新算法

针对数字图像传输的安全问题,提出一种基于单一像素值改变的图像置乱新算法,该算法将密码学中维吉尼亚加密算法进行修正,使之能够应用于数字图像的加密。实验结果表明,该算法加密的图像安全性高,与传统的基于单一像素值改变的置乱算法相比较,具有更好的抗噪声性能,该算法具有很高的灵活性,其加密图像的置乱程度与工作密钥的选择具有密切的关系,并且适合加密任意尺寸的数字图像。以上优越性使得该算法更能适合于数字图像的网络传输过程,以及其他对数字图像安全有较高要求的领域。     

基于AES的数字图像置乱方法

以图像信息安全问题为背景，介绍了高级加密标准（AES）：Rijndael算法，并在此对称分组密码算法的基础上，提出了密钥控制下采用AES算法进行图像置乱与恢复的方法。该方法既安全又简便。实验结果显示了图像置乱的效果，通过直方图的比较对此进行一定的分析，结果表明，这种方法能达到较好的加密与解密效果，而且易于实现。     

数字图像信息隐藏预处理技术研究

多图像信息合并和图像信息加密是图像信息隐藏或图像信息传输的预处理重要环节。首先,提出基于图像逐行扫描算法的思想和基于图像位平面特性的两种多图像合并与恢复算法;然后,提出基于混沌序列的像素位置置乱加密和基于异或运算的像素值变换加密的双重加密算法。理论分析和实验结果表明,这些算法实现简单、有效可行、安全性好。     

幻方群在图像置乱中的研究与应用

为了提高幻方置乱图像的加密效果和增大密钥空间,提出了一种新的基于幻方群的图像置乱算法。首先利用镶边法构造一组同心幻方并将其生成幻方群,然后对幻方群内的每个同心幻方进行变换,再对幻方群整体进行变换,最后用变换后的矩阵对图像进行迭代置乱,充分打乱图像各像素点的相关性。仿真实验表明,该算法对传统幻方置乱图像的连续性问题有了明显的改进,且置乱效果明显好于传统幻方置乱图像算法。该算法是一个实用的、有效的图像加密算法。     

基于分层Arnold变换的置乱算法

针对数字图像信息隐藏存在的安全问题,提出一种基于按位分层Arnold变换的置乱算法。算法将秘密图像按位平面分层,同时考虑图像的位置迁移和像素的灰度变换,对每个位平面进行不同次数的Arnold变换,经像素交叉换位,相邻像素间按位异或得出置乱图像。实验结果表明,秘密图像分层置乱后直方图分布更加均匀,与白噪声相似度在0.962左右,置乱图像可近无损地还原和提取,提高了信息隐藏的鲁棒性。与其他置乱算法相比,置乱图像具有更高的置乱度、更强的抵御攻击能力,提高了空域信息隐藏的安全性。     

基于Zig-Zag扫描的空域图像置乱新算法

传统的图像置乱算法如基于Arnold变换的数字图像置乱、基于Hilbert曲线图像置乱、基于仿射变换等都是将图像中像素的位置重新排列,从而使原始图像变换成一个杂乱无章的新图像。但是,其本身的像素值并未发生改变,所以置乱后图像的灰度直方图都不发生改变,而灰度直方图又是衡量一幅图像的重要特征。对于那些对安全性要求比较高的领域,如军事或牵涉到国家安全的机构,这类置乱方法的安全性可能达不到人们期望的要求。针对以上问题,本文提出了一种基于Zig-Zag扫描的空域图像置乱新算法。该算法首先对原始图像进行Zig-Zag扫描形成一个一维向量,然后对一维向量中每个像素和它前面相邻的像素进行按位异或运算,同时对其异或运算的结果进行像素值的交叉换位,再次改变像素点的灰度值,从而提高图像置乱效果。实验结果表明,该算法与传统的图像置乱算法相比,置乱后的图像不仅直方图发生了显著改变,而且置乱图像的统计特征更像白噪声,更加适用于图像文件的加密传输和秘密图像信息在数字水印技术中的置乱预处理。     

基于相邻像素间位异或的图像置乱算法

针对数字图像的传输安全问题,提出了一种基于相邻像素间位异或的图像置乱算法。该算法首先根据每个像素和它前面相邻的像素进行按位异或运算,然后对其按照某种规则进行像素值的交叉换位,再次改变像素点的灰度值,从而提高图像置乱效果。实验结果初步显示,该算法与Arnold等现有的置乱方法相比,置乱后的图像不仅直方图发生了显著改变,而且置乱图像的统计特征更像白噪声,更加适用于图像文件的加密传输和秘密图像信息在数字水印技术中的置乱预处理。