收藏本站
《山东大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

图像加密算法改进及性能分析

马进  
【摘要】: 传统Arnold变换算法简单,实现容易,具有良好的代数结构和严谨的数学理论,图像置乱效果好,解密方便,密钥敏感性强。Arnold变换可通过控制变换的次数来充当加密密钥,在数字图像加密领域得到广泛的应用。但用变换次数来当加密密钥,密钥空间太小,很容易受到穷举攻击。并且Arnold变换不符合Kerckhoffs准则,即密码算法和密钥不能有效分开。本文提出4种基于Arnold变换的改进算法,扩展了Arnold变换的应用范围,分别进行实验并比较了算法之间的优缺点。 本文的创新点主要包括以下几个方面: 1.提出了基于划分的Arnold变换算法(算法2),通过在图像上随机找到一个像素点,将图像划分成四个正方形并分别用不同的迭代次数进行Arnold变换,然后组合成加密图像。通过这种方式扩展了Arnold变换的密钥空间,实现了算法和密钥的分离,符合Kerckhoffs准则,并增强了算法的抗穷举攻击能力,通过实验证明算法2取得了较好的加密效果。 2.将基于划分的Arnold变换算法应用于彩色图像的加密上,形成算法3,通过将RGB图像分解成R、G、B三个颜色分量,并在每个颜色分量上应用算法2,取得了较好的加密效果。 3.将划分的思想应用在矩形图像上形成算法4,该算法将矩形图像分成多个正方形图像,然后实施Arnold变换。算法在解决用Arnold变换处理矩形图像问题的同时,也增强了算法的安全性,具有一定的应用价值。 4.提出基于比特位平面的Arnold变换算法(算法5),算法首先提取出灰度图像的8个位平面,对每个位平面以不同的密钥K(A,s,L1,L2,L3,L4)进行基于划分的Arnold变换,得到8个置乱后的位平面,将这8个位平面依序组合起来得到与原图像完全不同的置乱图像。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP309.7

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张格森;压缩传感理论及若干应用技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 朱宁;Arnold加密算法改进[D];山东大学;2012年
【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 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
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;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
6 邹建成,铁小匀;广义Gray码及Walsh函数[J];北方工业大学学报;2001年01期
7 邹建成;基于原根的数字图像置乱技术[J];北方工业大学学报;2001年03期
8 闫伟齐,邹建成,齐东旭;一种基于DES的数字图像置乱新方法[J];北方工业大学学报;2002年01期
9 邹建成,齐东旭,熊昌镇;基于面包师变换的数字图象加密[J];北方工业大学学报;2003年01期
10 熊昌镇,邹建成;K进制面包师变换及其在数字图像加密中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 詹新生;图像加密置乱性能分析[D];郑州大学;2005年
2 张战辉;图像加密算法性能评测系统设计及实现[D];郑州大学;2007年
3 孙秋艳;基于骑士巡游变换的图像置乱算法及评价方法[D];南京航空航天大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈晓红;分形图产生方法研究和比较[J];安徽教育学院学报;2004年03期
2 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
3 胡国胜,陈一天;Newton一般双侧迭代序列构造及误差估计[J];安徽广播电视大学学报;2002年01期
4 傅廷亮;朱智超;李春生;张扬;;分形和基于C~(++)的分形参数化绘图[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
5 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
6 秦耘;由复迭代模型 Z←Z~α+C 得到的分形图[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年04期
7 王雨竹;;分形理论在园林设计中的一个应用[J];安徽农业科学;2012年11期
8 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
9 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
10 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
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 张男;杨军;石东海;;基于分形编码的图像压缩域检索[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
3 单佳佳;朱灿焰;;基于JPEG2000的混沌图像加密算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
4 丁玮;齐东旭;;信息伪装中一种新的数字图像变换[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
5 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
6 尹强;;一种基于粒子群算法的半脆弱水印方法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
7 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
8 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
9 黄兴;张敏瑞;;图像置乱程度的研究[A];信号与信息处理技术第三届信号与信息处理全国联合学术会议论文集[C];2004年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 张校辉;互联网流量特性分析、建模及应用[D];解放军信息工程大学;2009年
4 陈勇;可持续升级的企业信息化战略研究[D];华中科技大学;2011年
5 韩静华;森林公园虚拟漫游装置关键技术研究[D];北京林业大学;2011年
6 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
7 王丽丰;视频信息加密技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
8 李斌;地裂缝地面沉降灾害管理信息系统开发及应用研究[D];长安大学;2009年
9 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
10 刘洋;中短波段船用小型天线的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王伟伟;基于粒子系统的矿井瓦斯爆炸的模拟与研究[D];山东科技大学;2010年
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 沈翀;基于灰度梯度共生矩阵最大熵估计的盲视频水印算法[D];苏州大学;2010年
9 邹奇峰;图像仿射模变换均匀置乱方法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 沈杨;基于数字水印的信息隐藏技术的研究[D];长春工业大学;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 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
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;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
6 邹建成,铁小匀;广义Gray码及Walsh函数[J];北方工业大学学报;2001年01期
7 邹建成;基于原根的数字图像置乱技术[J];北方工业大学学报;2001年03期
8 邹建成,齐东旭,熊昌镇;基于面包师变换的数字图象加密[J];北方工业大学学报;2003年01期
9 熊昌镇,邹建成;K进制面包师变换及其在数字图像加密中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杜小勇;稀疏成份分析及在雷达成像处理中的应用[D];国防科学技术大学;2005年
2 谢晓春;压缩感知理论在雷达成像中的应用研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张媛;雷达成像算法的软件实现[D];西安电子科技大学;2011年
2 高众;基于压缩感知的新生儿疼痛表情识别方法[D];南京邮电大学;2011年
3 欧庆波;压缩感知在无线通信中的应用研究[D];南京邮电大学;2011年
4 詹新生;图像加密置乱性能分析[D];郑州大学;2005年
5 赵立杰;基于线性反馈移位寄存器的流密码的研究及设计[D];西南交通大学;2006年
6 孙秋艳;基于骑士巡游变换的图像置乱算法及评价方法[D];南京航空航天大学;2007年
7 徐寒松;单稳态随机共振系统在数字信号检测中的应用[D];浙江大学;2006年
8 张文婷;合成孔径雷达成像中的关键算法研究[D];南京理工大学;2008年
9 高睿;基于压缩传感的匹配追踪重建算法研究[D];北京交通大学;2009年
10 张强;基于雷达信号的稀疏表示[D];南京理工大学;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐永刚;矿山数据压缩采集与重建方法研究[D];中国矿业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 孙道达;基于稀疏表示的QR码识别研究[D];西北大学;2013年
2 洪博宇;基于条件随机场的视频运动目标分割研究[D];华南理工大学;2013年
3 张文韬;基于贝叶斯的压缩感知重构算法研究[D];安徽大学;2014年
4 俞珏琼;基于压缩感知的多视点视频处理技术[D];吉林大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐东旭;关于三角域上正交函数的研究[J];北方工业大学学报;1990年03期
2 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
3 孙伟;关于Arnold变换的周期性[J];北方工业大学学报;1999年01期
4 丁玮,闫伟齐,齐东旭;基于离散余弦变换的数字水印图象[J];北方工业大学学报;1999年03期
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 邹建成,铁小匀;广义Gray码及Walsh函数[J];北方工业大学学报;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 柏森;基于信息隐藏的隐蔽通信技术研究[D];重庆大学;2002年
2 闫伟齐;数字图象信息隐藏中的数学方法及应用研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 薛小潭;数字水印算法研究及在图像中的应用[D];福州大学;2002年
2 詹新生;图像加密置乱性能分析[D];郑州大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐耀群,张莉;混沌序列在图像加密中的应用[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2003年06期
2 赵学峰;一种新的数字图像置乱方案[J];计算机应用研究;2004年06期
3 金大卫;周宁;陈勇越;;一种数字水印在数字防伪中的应用研究[J];现代图书情报技术;2007年06期
4 穆秀春;李晓红;;一种基于小波变换的混沌图像加密算法[J];黑龙江科技信息;2008年11期
5 姚翔辉;蔡裕燕;;基于混沌系统的数字图像加密及仿真[J];成都大学学报(自然科学版);2010年04期
6 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
7 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
8 韩水华;杨双远;;一种基于矩阵变换的非对称图像加密算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2006年05期
9 李明江;;Logistic映射在图像加密中的应用[J];鞍山师范学院学报;2006年06期
10 赵莉;张雪锋;范九伦;;基于混沌序列的数字图像加密算法[J];微电子学与计算机;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 张贞凯;于凤芹;杨慧中;李江;;基于分数傅立叶变换生成序列多样性的图像加密算法[A];第十七届全国过路控制会议论文集[C];2006年
3 葛辛;陈娟;罗向阳;刘粉林;;基于二值混沌阵列及Arnold变换的数字图像加密算法[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
4 刘正君;刘树田;;基于反对易关系的图像加密编码方案[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(D 光电信息处理技术专题)[C];2006年
5 陈宇;;基于图像分存的信息隐藏方案[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
6 王跃虎;周武艺;;基于背包序列的图像加密算法[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
7 刘云;郑永爱;莫丽丽;;基于超混沌系统的图像加密方案[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第六分册)[中南大学学报(增刊)][C];2009年
8 顾勤龙;姚明海;;一种新的基于双混沌系统的镜像图像加密算法[A];第二十三届中国控制会议论文集(下册)[C];2004年
9 王红霞;刘长文;赵玮;毛彩荣;;不对称分数傅里叶变换双随机相位编码图像的加密[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
10 马洪军;林秋华;;SPIHT压缩图像的盲源分离加密方法[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 黑龙江 王秀军;75cm卫星接收天线在东北的收视报告[N];电子报;2001年
2 苏月琼 编译;独辟蹊径的密码产品[N];计算机世界;2002年
3 本报记者 刘晖;走入影像世界核心[N];计算机世界;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周士华;基于DNA序列和自组装的图像加密研究[D];大连理工大学;2013年
2 王宾;混沌理论在图像加密中的研究与应用[D];大连理工大学;2013年
3 汪小刚;基于双随机相位编码和干涉原理的图像加密技术的研究[D];浙江大学;2013年
4 宋春艳;基于混沌理论的信息加密技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
5 钱恭斌;混沌保密通信及混沌控制的若干新算法研究[D];华南理工大学;2009年
6 廉士国;多媒体快速加密算法研究[D];南京理工大学;2005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 罗玉玲;混沌图像编码加密及Hash函数构造研究[D];华南理工大学;2013年
9 林秋华;基于盲源分离的图像与语音加密新方法研究[D];大连理工大学;2006年
10 胡月;基于生物特征的真随机数发生器的研究与设计[D];重庆大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
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 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
5 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
6 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
7 赵晓宇;图像加密技术及其安全性估计[D];浙江大学;2003年
8 马进;图像加密算法改进及性能分析[D];山东大学;2010年
9 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
10 李震;基于混沌序列算法的计算机图像加密技术的研究[D];沈阳工业大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026