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《浙江大学》 2003年
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图像加密技术及其安全性估计

赵晓宇  
【摘要】: 随着计算机网络和多媒体技术的迅速发展,如何保证图像信息的安全传输成为一个重要的研究课题。 本文的第一部分是关于数字图像的置乱加密方面的工作。首先,通过引入遍历矩阵进行图像的置乱变换。我们提出了几种新的置乱变换(随机阵变换、辅助图像变换)等。通过在理论上分析遍历矩阵和置换群的同构关系,定义了遍历矩阵对应的置换运算和符号体系,再统一的框架下表达各种图像置乱变换。随后,我们分析纯位置移动算法的弱点并作了改进,给出了一种新的自适应图像置乱加密算法,经过本算法加密的图像可以有效地防止已知明文的攻击,并具有很好的完整性保护功能,亦可用于图像验证。最后,我们分析了新算法的速度和安全性,并对其置乱效果进行了对比和评价,并验证了其在完整性保护方面的功能。 论文的另一部分工作是对图像变换的动力系统性状分析。我们考察了图像置乱过程中的熵的变化,定义了图像置乱后的全息度概念,并将其运用于图像的全息化存储和传输。这方面研究有些尚在理论阶段,但大部分理论已经得到了有效验证。其中相当一部分内容蕴涵了原始性的创新思想。我们还提出了图像的全息化传输概念。通过数据的置乱变换,将原始图像中许多特征信息分散开来形成一幅原来图像的“全息”照片,其中很小的一块中都含有原来图像的总体信息。由于网络数据传输存在各种干扰,有可能导致信息在传输过程中有丢失,而通过置乱变换后的图像即使缺损了某些数据,所以仍然可以恢复出一幅能反映原来图像面貌的图像。 论文还涉及了纯位置移动图像加密的破解及安全性估计。我们在引入了模糊遍历矩阵,用来破解纯位置置乱算法加密后的图像。并基于概率统计的理论来估计其破解的时间和空间复杂性。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP309.7

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张怡;数字水印在印刷品防伪技术中的应用[D];西安建筑科技大学;2011年
2 杨善超;基于视觉特性的图像水印技术研究[D];苏州大学;2006年
3 刘丽君;混沌理论及其在图像加密应用中的研究[D];大连海事大学;2008年
4 贺超;基于混沌的图像加密研究与实现[D];长春理工大学;2008年
5 罗信瑶;基于像素值相关性的数字图像置乱程度衡量方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
6 曾辉;双混沌体系下图像加密算法研究[D];成都理工大学;2010年
7 侯欢欢;基于分数傅里叶变换的数字图像隐藏技术[D];云南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王洁民,周源华;采用分形与小波相结合的新型图像压缩方法[J];半导体技术;2001年04期
2 齐东旭;从幻方到幻曲面[J];北方工业大学学报;1992年03期
3 齐东旭,武致平,李华山;矩阵迭代与图象序列[J];北方工业大学学报;1996年03期
4 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
5 孙伟;关于Arnold变换的周期性[J];北方工业大学学报;1999年01期
6 丁玮,闫伟齐,齐东旭;基于生命游戏的数字图像置乱与数字水印技术[J];北方工业大学学报;2000年01期
7 闫伟齐,丁玮,齐东旭;基于中国剩余定理的图像分存方法[J];北方工业大学学报;2000年01期
8 邹建成,铁小匀;数字图像的二维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年01期
9 丁玮,闫伟齐,齐东旭;数字图像水印的Cox方法和Pitas方法综述[J];北方工业大学学报;2000年03期
10 李国富;基于正交拉丁方的数字图像置乱方法[J];北方工业大学学报;2001年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张硕;蔡如华;蒋英春;;基于混沌调制的图像双置乱算法[J];合肥师范学院学报;2009年03期
2 姜婷;何鲲;;基于小波变换和置乱技术的自适应二值水印新算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
3 毛颉;;数字水印攻击及对策分析[J];信息安全与技术;2012年02期
4 邵泽云;;基于“Z字型”变换的数字图像置乱技术[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2007年01期
5 张美玲,谢元旦,栾丽华,刘俊清;基于小波变换的鲁棒型数字图像水印算法[J];鞍山科技大学学报;2004年05期
6 刘尚懿,王丽君;一种基于混沌全排列的图像置乱算法[J];鞍山科技大学学报;2005年05期
7 钱丽娜;谢元旦;张丹平;刘俊清;;基于位扩展的小波域彩色数字水印算法[J];鞍山科技大学学报;2006年04期
8 尚存;高春庚;;基于Arnold变换和DCT变换的数字水印算法[J];安阳工学院学报;2011年02期
9 王玮;王福源;;数字水印技术在软IP核保护中的应用[J];半导体技术;2007年03期
10 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张光伟;高磊;;加密切面离线地图并在智能终端上的实现[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 马丁;;一种改进Arnold变换的数字图像加密算法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
3 王泽辉;;数字音频的新型密码体制及信息隐藏的普适框架[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
4 许辉;陈章侠;;基于Hilbert曲线的数字图像置乱算法的研究[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
5 马进;卢雷;朱宁;;基于划分思想的Arnold变换算法[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
6 魏正源;谢维信;裴继红;;一种空域DCT与时域DWT相结合的鲁棒视频数字水印算法[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
7 谢燕;;音频水印在通信中的应用[A];2007中国科协年会——通信与信息发展高层论坛论文集[C];2007年
8 马文博;丁文霞;王力;;浅谈数字水印技术[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
9 尚存;邬长安;;基于Arnold和DCT的数字水印技术研究[A];计算机研究新进展(2010)——河南省计算机学会2010年学术年会论文集[C];2010年
10 丁珽;;基于选择性加密算法的一种新视频流部分加密算法[A];海南省通信学会学术年会论文集(2005)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱少敏;多媒体数字水印若干关键算法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
2 曾宪庭;基于图像的无损信息隐藏技术研究[D];浙江大学;2010年
3 李卓;图像信息隐藏与隐写分析算法的研究[D];浙江大学;2010年
4 陈海鹏;数字图像真伪鉴别技术研究[D];吉林大学;2011年
5 刘晓义;面向分布式制造的机械工程文件安全传输技术研究[D];东北林业大学;2010年
6 王丽丰;视频信息加密技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
7 吴戈;基于数字水印的文本信息隐藏方法的研究[D];长春理工大学;2011年
8 郭现峰;基于混沌动态S盒的密码算法及其应用研究[D];西南交通大学;2011年
9 魏宇;基于小波变换的舰船航行数据记录仪数字水印算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 凌洁;基于视觉特性的信息隐藏算法研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 晁玉海;基于二维条码的水印技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 滕菲;门限秘密共享方案的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
3 欧阳杰;基于灰度图像的信息隐藏算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李存伟;基于N点均值的矢量地图数字水印算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 栾若星;可视二维条码的设计和编码方法研究[D];辽宁师范大学;2010年
6 何巍;基于伪Zernike矩抗几何攻击的水印算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 黄金;安全混沌图像加密算法的研究[D];长沙理工大学;2010年
8 袁岁维;数字图像加密与加密算法性能评价研究[D];西安邮电学院;2010年
9 欧阳菲菲;基于神经网络后处理的数字水印算法[D];苏州大学;2010年
10 魏雯;基于小波变换和HVS的彩色图像水印算法研究[D];苏州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
2 孙伟;关于Arnold变换的周期性[J];北方工业大学学报;1999年01期
3 赵慧;n维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2002年01期
4 熊昌镇,邹建成;数字图象抽样技术的置乱效果及分析[J];北方工业大学学报;2002年03期
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6 任晓莉;;基于混沌序列的数字图像加密[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2009年01期
7 贾淑芸,黄荣怀,温孝东,叶卫平;基于置乱和混沌加密的数字图像水印技术研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年02期
8 高守平;数字图像的置乱技术[J];郴州师范高等专科学校学报;2002年02期
9 李兴华;高飞;;一种基于混沌序列的数字图像加密算法[J];电讯技术;2006年01期
10 李振叶,夏煜;图像中的隐秘术分析技术及其研究概况[J];电视技术;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 伯晓晨;图象信息隐藏的理论模型与若干关键技术的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 杨树国;鲁棒图像数字水印技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 朱晓冬;数字水印技术的研究[D];吉林大学;2004年
4 张小华;基于数字水印的图像认证技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
5 肖迪;混沌理论在数字产品安全中的应用研究[D];重庆大学;2005年
6 张林华;基于混沌的密码技术应用研究[D];重庆大学;2006年
7 杨文涛;分数傅里叶变换在数字图像处理中的应用研究[D];华中科技大学;2007年
8 边杏宾;数字水印技术及应用研究[D];电子科技大学;2009年
9 邢桂华;数字水印关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 吴柏燕;空间数据水印技术的研究与开发[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张文全;基于分数傅里叶变换的图像加密及其安全性研究[D];南昌大学;2010年
2 肖鹏;基于小波分析的数字水印技术研究[D];广东工业大学;2003年
3 顾勤龙;混沌理论及其在信息安全和优化中的应用研究[D];浙江工业大学;2003年
4 孙亚伟;基于小波和混沌的数字水印技术研究[D];燕山大学;2004年
5 王凤英;基于混沌理论的数字图像加密算法研究[D];燕山大学;2004年
6 熊昌镇;数字图像信息隐藏技术的研究[D];北方工业大学;2004年
7 李敏;数字图像加密技术与水印技术的研究[D];中南大学;2004年
8 陈波;基于小波变换的数字图像水印算法[D];大连理工大学;2005年
9 李明真;基于变换域的数字水印技术的研究[D];华南师范大学;2005年
10 商艳红;数字图像加密技术的研究[D];北方工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 许冰;孙永维;李洋;王英双;;基于高维混沌系统的图像加密改进算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2012年01期
2 林纯;盛苏英;陆国平;;基于混沌序列的彩色数字图像加密设计[J];南通大学学报(自然科学版);2010年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 蔡邦荣;数字图像置乱评估方法研究[D];大连理工大学;2011年
2 张硕;小波分析与混沌理论在图像加密中的应用[D];桂林电子科技大学;2010年
3 孙艳;基于超混沌系统的图像加密技术研究[D];燕山大学;2011年
4 李艳清;基于DCT域高压缩图像去块效应算法研究[D];上海交通大学;2012年
5 赖师悦;基于自适应波传播的空域图像加密算法的研究与分析[D];重庆大学;2010年
6 李仕群;混沌理论在期权定价中的应用[D];广州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐东旭;矩阵变换及其在图像信息隐藏中的应用研究[J];北方工业大学学报;1999年01期
2 孙伟;关于Arnold变换的周期性[J];北方工业大学学报;1999年01期
3 邹建成,铁小匀;数字图像的二维Arnold变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年01期
4 邹建成,唐旭晖,李国富;数字图像的仿射模变换及其周期性[J];北方工业大学学报;2000年03期
5 李国富,宋瑞霞,赵慧;椭圆曲线在数字图像隐藏中的应用[J];北方工业大学学报;2000年03期
6 卢铁城;孙子定理在通信密钥管理中的一种应用[J];成都电讯工程学院学报;1984年01期
7 王新梅;快速软判决译码[J];电子学报;1986年04期
8 李元兴,梁传甲;一种用纠错码构造的数字签名方案[J];电子学报;1991年04期
9 牛夏牧,陆哲明,孙圣和;基于多分辨率分解的数字水印技术[J];电子学报;2000年08期
10 齐东旭,邹建成,韩效宥;A new class of scrambling transformation and its application in the image information covering[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2000年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 侯启槟,王阳生,黄向生,周晓旭;结合EZW和AES的图像加密机制[J];中国科学院研究生院学报;2004年01期
3 陈刚,冯志刚,陈历红;一种新的图像加密算法[J];江苏大学学报(自然科学版);2004年06期
4 卢昌荆,周厚勇,史开泉;图像安全的椭圆曲线加密实现[J];山东大学学报(工学版);2004年03期
5 王毅;基于混沌序列的图像加密研究[J];计算机工程与应用;2002年20期
6 廉士国,孙金生,王执铨;基于图像库的图像和视频安全传输方案[J];控制与决策;2004年07期
7 张可,王典洪;基于Logistic混沌序列的图像空域复合加密研究[J];计算机与现代化;2005年01期
8 钟文琦,刘雪,商艳红,邹建成;一种改进DES的数字图像加密方法[J];北方工业大学学报;2005年01期
9 王潮,张引;图像加密方法研究[J];遥测遥控;1994年06期
10 王英,郑德玲,鞠磊;基于Lorenz混沌系统的数字图像加密算法[J];北京科技大学学报;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李静;孙敏;张伟;;一类广义Camassa-Holm方程的动力学特性[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
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5 崔玉红;严宗达;聂永安;;结构中复杂动力系统处理方法的探讨[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
6 江成顺;张恩彪;;一类动力系统Julia集的动力学性质研究[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
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8 袁景敏;魏玲霞;王飞;;串联型混合动力公交客车动力系统设计与分析[A];低碳陕西学术研讨会论文集[C];2010年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 广东 李锋;网页压缩加密高手——HTMLZip[N];电脑报;2002年
5 本报记者 赵晓涛;一半对一半[N];网络世界;2005年
6 Jackeroo LRain;密码攻防实战:目录加密篇[N];江苏经济报;2001年
7 李火译;美电邮加密管制受置疑[N];江苏经济报;2001年
8 韦木;北京城区路网加密进入提速期[N];中国交通报;2004年
9 小佚;怎样让文件更保密[N];中国计算机报;2001年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 刘超;若干类生物动力系统的复杂性分析及控制[D];东北大学;2009年
3 易泰山;单调动力系统理论及其应用[D];湖南大学;2005年
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5 廉士国;多媒体快速加密算法研究[D];南京理工大学;2005年
6 张国华;动力学性质的相对化与局部化[D];中国科学技术大学;2007年
7 张子方;不确定动力系统的稳定性及其应用[D];四川大学;2004年
8 窦斗;动力系统熵的研究及应用[D];中国科学技术大学;2006年
9 杨文涛;分数傅里叶变换在数字图像处理中的应用研究[D];华中科技大学;2007年
10 徐洪钟;大坝动力系统的安全监控非线性分析模型研究[D];河海大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵晓宇;图像加密技术及其安全性估计[D];浙江大学;2003年
2 冯国栋;一类图像加密和版权保护的研究与实现[D];云南大学;2010年
3 傅彧哲;基于混沌的图像加密系统设计与DSP实现[D];东华大学;2011年
4 孙艳;基于超混沌系统的图像加密技术研究[D];燕山大学;2011年
5 尚宇雄;基于分数阶Fourier变换的图像加密算法研究及实现[D];西安工业大学;2011年
6 薛香莲;基于DNA序列与多混沌映射的数字图像加密技术研究[D];大连大学;2010年
7 金鹏;基于TD-ERCS混沌系统的压缩域图像加密技术研究[D];重庆师范大学;2010年
8 王震;图像分析与加密[D];南京理工大学;2003年
9 马进;图像加密算法改进及性能分析[D];山东大学;2010年
10 王健;复数阶分数傅立叶变换用于光学图像加密[D];哈尔滨工业大学;2007年
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