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自适应图像加密算法的改进与应用

赵樵  
【摘要】:近年来,随着多媒体技术在人们生活中的普及,数字图像使用的安全问题,成为了数字图像当前研究的重点。但是,现有的图像加密算法复杂度高,对图像像素值影响大。 本文对数字图像加密算法进行研究,目的是提出一种改进后的自适应图像加密算法,要求该算法能弥补传统自适应加密算法中存在的安全缺陷,能无损地恢复出明文图像。并且,根据改进后的算法,开发出相应的自适应图像加密系统。 本文的研究方法,主要是通过对传统自适应算法的安全缺陷进行分析,并针对其安全缺陷,逐个提出相应的改进措施。然后再根据改进措施,开发应用系统。最后,利用该系统,来验证改进措施的有效性。本文所做的工作及创新主要体现在下面三个方面: 本文将一次一密的加密思想与自适应加密算法的特点相结合,提出了密钥来自明文图像自身的改进思想。根据MD5算法计算出图像的散列值,并将其作为自适应图像加密算法的密钥,从而实现了一次一密的加密体制,使改进后的算法能有效地抵抗选择明文攻击。 另外,利用图像高位位平面蕴含大量重要信息的特点,将图像高位位平面与其MD5散列值相异或,改变了密文图像的像素值,从而隐藏了明文图像的像素概率分布情况。 最后,根据改进后的自适应图像加密算法,开发出相应的图像加密系统。在开发过程中,运用了面向对象的设计思想,使用了递归、MD5等基本算法,实现了归并排序、异或、置换等功能模块,成功地实现了应用系统的加密和解密功能。 经过实验表明:改进后的自适应图像加密算法,能有效地抵抗选择明文攻击,能有效地隐藏明文图像像素的概率分布,能无损地恢复出明文图像。


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