基于广义Henon映射的灰度图像混合加密算法及其实现文献综述

 2022-08-10 10:08

一、文献综述

(一)国内外研究现状

随着网络的兴起和多媒体通信技术的迅速发展,图像、视频等多媒体信息需要在网络上大量传输,对大量图像信息传播的需求也日益增长。如何安全地在网络上传输大量公有和私有的图形、图像等多媒体信息成为了一个迫切需要解决的问题。图像加密是首要解决方案,其既可作为图像水印的预处理,又是相对独立的信息安全分支。目前在国内外的各类研究期刊上,图像加密被广泛关注,是信息安全领域的研究热点之一。

与文本信息不同,图像数据具有其自身特点,例如,像素之间有很高的冗余度和相关性。同时,通常图像包含的数据量巨大。此外,图像加密还有特别的需要,如实时加/解密、保真度、图像格式一致性和为快速传输进行图像压缩等。这些特点使得传统的数据加密方法难于应用于图像,且加密速度不快。因此,高质量和高度安全地完成图像加密是一个很大的挑战。[1]

国外的研究者对于基于Hennon映射的加密方案已经具有一定的研究成果,如Prasad和Sudha[2]出的Henon混沌置乱方案,其主要使用了一种比较简单的排序变换对像素进行置乱加密。

此方案使用Hennon混沌映射,即

在此式中,a=1.76,b=0.1.或者使用Lorentz混沌映射

式中,sigma;=10,b=8/3,rgt;24.74.使用的混沌序列的长度是待加密图像大小的3倍。例如,图像大小为Ntimes;N像素时,生成混沌序列的长度应该是3times;Ntimes;N。对于通常的256times;256图像,经过RGB三色分解后转换成序列,其长度为3times;256times;256=3times;65536。将这个序列分成3段,没格子序列长度都是65536.现在,通过Hennon混沌映射或Lorentz混沌映射,以某种规则将这3段序列重新排列成混乱的序列,再将这三段序列合成为一个序列,转换为图像矩阵就得到置乱图像。但是逐行逐列的置乱方法的效率有限,后来中国的研究者提出使用混沌置乱的方法来提高计算效率。

Akif[3]则使用了基于拉格朗日插值对密钥生成和加密进行多项式运算的图像加密技术作为新的有利于加密私有图像的同时进行安全的信息传输的技术。通过执行这种技术,可以在短时间内实现良好的视觉加密和视图加密。现在随着网络技术和多媒体技术领域的快速发展,数字多媒体数据需要以非常快的速度进行广泛的传播。对于视频电话、在线照片共享等实时应用来说,机密性是非常重要的,但是同时速度也是至关重要的。对于在网络上传播的大量图像数据来说,使用传统的加密算法需要大量的计算资源,同时也会对图像数据的实时传引入延迟。这种新技术的应用对于图像数据的传播是非常有益的。

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