常見的圖像加密技術(shù)
admin 隨著Internet的不斷發(fā)展，越來越多的多媒體數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，其中部分?jǐn)?shù)據(jù)由于個人隱私、版權(quán)等安全原因，需要進(jìn)行加密傳輸。為適應(yīng)圖像文件的特點，提高圖像文件加密的效率和安全性你，有許多專用的圖像文件加密方案被提出。
一、傳統(tǒng)的圖像加密技術(shù)
根據(jù)加密與解密中使用的密鑰情況，傳統(tǒng)的加密技術(shù)分為對稱加密與非對稱加密，或稱為私鑰加密與公鑰加密。對稱加密指的是在加密與解密時使用相同的密鑰，并且密鑰只有通信雙方知道；而非對稱加密中的加密密鑰與解密密鑰是不同的，加密密鑰是公開的，任何人都可以知道，而解密密鑰只有解密者才有。
從本質(zhì)上講，圖像在計算機中的表示仍然是數(shù)字，完全可以采用傳統(tǒng)的加密技術(shù)對圖像文件進(jìn)行加密，但是由于圖像是用二維或三維數(shù)據(jù)格式進(jìn)行表示的，若采用傳統(tǒng)的加密技術(shù)對圖像文件加密，加密時首先要把圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一維的，解密時還要把其轉(zhuǎn)換為二維或三維數(shù)據(jù)。同時由于圖像數(shù)據(jù)還具有信息量大冗余度高的特性，因此采用上述方法對圖像文件加密和解密，不但效率較低，而且安全性差。為了解決上述問題，國內(nèi)外學(xué)者研究了許多專用的圖像加密方案。
二、常見的圖像加密技術(shù)
1、基于像素位置變換的加密技術(shù)
該技術(shù)加密的基本思想就是通過改變圖像中像素點的位置實現(xiàn)加密。在實現(xiàn)像素位置變動時經(jīng)常使用矩陣變換，如Arnold變換、幻方變換等。使用這種變換有一個非常大的缺點，就是在攻擊者知道加密算法和密文時，很容易就可得到明文。因為這種建立在有限點集上的迭代是有周期的，經(jīng)過若干次迭代就可以恢復(fù)出明文。
按照現(xiàn)代加密理論，一個加密體制的加密算法是要公開的，唯一保密的是密鑰.假若加密時不使用上述矩陣變換，而采用復(fù)雜的變換或隨機變換矩陣，該類加密同樣安全性不高，因為采用已知明文或選擇明文的攻擊方法得到加密用的變換矩陣并不困難。
2、基于隨機序列的加密技術(shù)
該類加密的基本思想是利用偽隨機序列生成器產(chǎn)生出像素變換的二進(jìn)制序列，而后根據(jù)該序列改變圖像中的像素值，從而實現(xiàn)加密。
該方案主要對二值圖像進(jìn)行加密。如基于混合細(xì)胞自動機(hybridcellularautomata)的二進(jìn)制圖像加密方案，方案中首先利用利用混合細(xì)胞自動機產(chǎn)生偽隨機序列，而后再把圖像轉(zhuǎn)換成一維序列，最后把兩個序列進(jìn)行按位異或后得到的序列轉(zhuǎn)換為圖像，從而實現(xiàn)圖像加密。該方案與其它類似的方案一樣，在應(yīng)對已知明文和選擇明文的攻擊方面安全性較差。
3、基于壓縮編碼的加密技術(shù)
該類加密的基本思想是對圖像進(jìn)行壓縮后再進(jìn)行加密，基于四叉樹編碼和SCAN語言的圖像加密和基于壓縮編碼的圖像加密都屬于該類加密技術(shù)，只不過前者進(jìn)行的是無損壓縮，而后者進(jìn)行的是有損壓縮。采用此類加密技術(shù)，可以減少加密后圖像傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，加快傳輸速度，但需要首先對原圖像進(jìn)行預(yù)處理。
小知識之圖像加密技術(shù)
數(shù)字圖像是目前最流行的多媒體形式之一，在政治、經(jīng)濟、國防、教育等方面均有廣泛應(yīng)用。對于某些特殊領(lǐng)域，如軍事、商業(yè)和醫(yī)療，數(shù)字圖像還有較高的保密要求。為了實現(xiàn)數(shù)字圖像保密，實際操作中一般先將二維圖像轉(zhuǎn)換成一維數(shù)據(jù)，再采用傳統(tǒng)加密算法進(jìn)行加密。與普通的文本信息不同，圖像和視頻具有時間性、空間性、視覺可感知性，還可進(jìn)行有損壓縮，這些特性使得為圖像設(shè)計更加高效、安全的加密算法成為可能。
