數(shù)字圖像加密技術(shù)
admin 隨著數(shù)字技術(shù)和電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，信息傳輸?shù)陌踩宰兊迷桨l(fā)重要，其中數(shù)字圖像的信息安全引起了人們的密切關(guān)注。據(jù)美國科研人員的研究成果，圖像和電子郵件為隱藏和傳送信息提供了更多的機(jī)會(huì)，數(shù)字圖像加密技術(shù)作為數(shù)字圖像信息保護(hù)的有效手段，人們對(duì)其安全性的要求也越來越高。目前，主要有三種數(shù)字圖像的安全加密技術(shù)。
一、空間置亂技術(shù)_
數(shù)字圖像空間置亂技術(shù)是數(shù)字圖像加密的一種方法。圖像置亂的功能是將圖像中像素的空間位置打亂，將原始圖像變成一個(gè)雜亂無序、不可見的新圖像?；谥脕y技術(shù)的圖像加密技術(shù)一般可以認(rèn)為是對(duì)圖像矩陣進(jìn)行有限步長的初等矩陣轉(zhuǎn)換，以此打亂圖像像素的排列位置，達(dá)到圖像加密的目的。
目前流行的置亂方法有：
1、Arnold變換
它是一種常用方法，基本上是連接和裁剪矩陣的過程，將數(shù)字圖像矩陣中的像素位置重新排列。根據(jù)圖像矩陣是有限點(diǎn)集的特點(diǎn)，這種不斷排列的結(jié)果由于動(dòng)力系統(tǒng)固有的特性，在迭代到一定步數(shù)時(shí)會(huì)恢復(fù)到原來的圖像矩陣，即變換具有龐加萊回復(fù)性或周期性。隨著圖像的增大，周期變大，然而單次置亂所需的計(jì)算量急劇增大，導(dǎo)致同樣置亂效果所需的迭代次數(shù)增加，而且，使用窮舉法迭代即可輕易破解，所以該方法不能滿足現(xiàn)代加密、解密的要求，通常僅用做預(yù)處理，或者與其他方法混合加密。
2、Hilbert曲線變換
這是由德國數(shù)學(xué)家Hilbert給出的填滿一個(gè)單位正方形的FASS曲線。影響其置亂效果的因素主要有置亂路徑和置亂周期。
在一張3×3的圖像中各像素按圖中曲線走向作位移，遍歷所有點(diǎn)就可生成一副置亂后的圖像。每個(gè)方陣圖像（大于等于2×2）都有多種FASS曲線，所獲得的結(jié)果都是不同的，因此可通過多周期的不同曲線來組合置亂圖像以提高安全性。此外，空間置亂技術(shù)還有Fibonacci變換和騎士巡游變換等方法。
二、像素變換技術(shù)_
數(shù)字圖像像素變換技術(shù)是通過將圖像各像素的灰度值改變，來達(dá)到隱藏圖像的目的?，F(xiàn)有的像素變換方法大多基于混沌理論，其中應(yīng)用最為廣泛的是Logistic映射。如基于離散數(shù)字混沌序列的圖像加密方法。在Logistic映射的基礎(chǔ)上，采用3個(gè)由離散數(shù)字混沌序列進(jìn)行異或運(yùn)算獲得長周期的離散數(shù)字混沌序列，將產(chǎn)生的混沌序列用于圖像的加、解密?；煦缂用芊椒ǖ陌踩灾饕Q于密鑰流產(chǎn)生器所產(chǎn)生的信號(hào)與隨機(jī)數(shù)的近似程度，密鑰流越接近隨機(jī)數(shù)則安全性越高，但由于現(xiàn)今的混沌技術(shù)只能產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)，故安全性較低。
三、數(shù)字水印技術(shù)_
目前針對(duì)圖像數(shù)據(jù)的水印算法繁多，現(xiàn)有的數(shù)字水印嵌入方法主要有：空域算法、變換域算法等。如采用的空域算法是通過用密鑰的方式控制水印嵌入，以保證水印分布在圖像中多處不同位置，由此來提高水印的魯棒性，但對(duì)于圖像的抗旋轉(zhuǎn)、抗裁剪能力較弱?；诙S離散余弦變換的變換域方法的主要思想是在圖像的DCT2變換域上選擇中低頻系數(shù)疊加水印信息。數(shù)字水印技術(shù)存在水印的魯棒性與不可見性的矛盾，目前沒有更好的方法使這對(duì)矛盾得到完美的平衡。
小知識(shí)之?dāng)?shù)字水印技術(shù)
數(shù)字水?。―igital Watermarking）技術(shù)是將一些標(biāo)識(shí)信息(即數(shù)字水印)直接嵌入數(shù)字載體(包括多媒體、文檔、軟件等)當(dāng)中，但不影響原載體的使用價(jià)值，也不容易被人的知覺系統(tǒng)(如視覺或聽覺系統(tǒng))覺察或注意到。通過這些隱藏在載體中的信息，可以達(dá)到確認(rèn)內(nèi)容創(chuàng)建者、購買者、傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。數(shù)字水印是信息隱藏技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。
