結合壓縮編碼的圖像選擇加密研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)為人類的生產(chǎn)生活提供了極大的便捷,各種技術隨之應運而生。多媒體極大地豐富了人們獲取信息的方式,而其中數(shù)字圖像則是最主要的呈現(xiàn)媒介。每時每刻互聯(lián)網(wǎng)都在傳輸成千上萬的圖像,其安全性和隱私性必須得到保護。傳統(tǒng)密碼學可以用來保護圖像信息的安全。然而由于圖像信息是一種特殊的數(shù)據(jù)結構,圖像數(shù)據(jù)語法格式獨特,數(shù)據(jù)量大,用傳統(tǒng)加密方式對圖像數(shù)據(jù)直接加密會造成加密速度慢、加密效率低下、破壞圖像壓縮存儲格式等問題。因此,研究針對圖像格式的加密方法非常

2、重要。圖像壓縮編碼是圖像數(shù)據(jù)能夠良好存儲和傳輸?shù)幕颈ＷC,如果將加密過程無縫地嵌入到壓縮編碼過程中,不僅能夠提高加密效率,而且壓縮過程會將加密的影響擴散至其他壓縮數(shù)據(jù),從而獲得更好的加密效果,并且能做到解碼器格式兼容。選擇加密也是目前圖像加密領域比較熱門的研究方向,它通過選擇一小部分對視覺影響較大的數(shù)據(jù)進行加密,從而降低加密數(shù)據(jù)量,同時也能獲得比較好的加密效果,使得密文滿足安全性要求。
　　本文將結合圖像壓縮編碼加密和選擇加密有機

3、結合,做出了相關的貢獻。主要的工作內(nèi)容如下:
　　○1重點研究了一種優(yōu)秀的圖像壓縮編碼算法——SPIHT算法,并提出了一種結合SPIHT壓縮編碼的選擇加密算法(JCSE-SPIHT)。該算法解決了在目前提出的一些SPIHT加密算法中存在的不足和局限性,例如選擇加密方案可能會讓攻擊者有機會進行密碼分析,或者其中一些算法容易受到選擇明文攻擊等。JCSE-SPIHT只需要在編碼過程中將一些關鍵數(shù)據(jù)置亂,通過FRI為加密過程提速可以將2O

4、(n)時間復雜度降低為O(n),同時算法將PRNG與明文相關聯(lián)使其能夠抵抗選擇明文攻擊。算法加密效果較好,并且格式兼容。通過實驗證明加密數(shù)據(jù)量可以限制在1％-4％左右,而且壓縮性能良好。最后通過常見密碼攻擊手段和圖像處理技術攻擊實驗證明該算法具有良好的加密效果和安全性。
　　○2提出了一種基于SPIHT壓縮編碼的圖像退化加密方案(DeSPIHT)。和圖像保密性加密不同,圖像退化加密只需加密圖像細節(jié)部分而保留可識別的輪廓信息以供預覽

5、。SPIHT輸出比特可以分為不同類型,該算法針對BLIS-O-sgn比特進行加密。實驗數(shù)據(jù)說明該算法平均加密數(shù)據(jù)量小于10％,而且算法可以根據(jù)不同應用場合設置合適的參數(shù)r來對計算量和安全性進行平衡。安全性分析證明算法可以抵御常見攻擊,還證明了通過圖像恢復技術無法恢復一部分有用的密文信息。改算法可以應用在云計算相關領域,能夠保護數(shù)據(jù)內(nèi)容不被完整獲得,主要可以用于未授權情況下的預覽和相關搜索服務,是一種較為新穎部分數(shù)據(jù)加密方案。