【图像加密】基于Arnold置乱图像加密解密Matlab代码
1 简介
图像置乱是通过利用数字图像具有数字矩阵 的特点 , 根据某些特定变换及其数学上的特殊性 质 , 搅乱图像中像素的位置或颜色 , 将原来有意 义的图像信息变换成一幅杂乱无章的图像 。数字 图像置乱及其逆过程实质是图像编码与解码的过 程 。它的基本思想可以追溯到高卢战争时期凯撒 大帝使用的凯撒暗码 , 即 :将原信息中的某个字 母 , 按照某种固定的规则 , 依次用另外的字母代 替 ;这种字母替换可以看作为一种一维数据流的 值替换 , 将之扩展到二维情形 , 就得到了对数字 图像的位置或灰度等做变换 , 使图像变得混乱 , 从而在一定程度上达到迷惑第三方的目的。 因此 , 图像置乱有两个应用 :一是进行加密处 理 , 若不知道置乱所采用的算法 , 就难以恢复原 图像 ;二是图像置乱后所得到的杂乱信息 , 可抽 象成一些随机信息 , 在隐藏至另一图像中时不会 出现容易识别的形状或交叠现象。 由于图像置乱过程既可选取不同方法 , 又可 同时融合几种方法 , 且同样方法尚可设置不同参 数 , 组合结果会千差万别, 因此从安全角度考 虑 , 图像置乱加密技术是可行的 。按照加密对象 不同 , 可分为三种置乱 :一是基于位置空间的置 乱加密 , 它通过矩阵变换等数学手段 , 移动原图 像的像素位置 , 扰乱图像信息 , 而原图像的恢复 可通过对置乱后图像各像素点位置进行逆变换后 获得 ;二是基于色彩空间的置乱加密 , 它通过数 学知识或其他性质 , 改变原图像像素的灰度值或 RGB值 , 使原图像变得杂乱无章;三是基于频 域空间的置乱加密 , 它主要对数字图像变换域 (例如 :离散余弦变换 、 离散傅利叶变换 、 小波 变换等 )的系数进行置乱 , 从而达到扰乱原图 信息的目的 。为了确保机密性 , 目前置乱算法中 一般都引入密钥 , 图像合法接收方借助密钥通过 相应算法的逆变换才可以解密出原图像 。
从概述图像置乱基本原理出发,说明基于Arnold变换的数字图像置乱及其恢复方法.初步仿真后发现,该法局限于在一个方向上(位置空间)进行图像置乱,图像保密性和彩色图像置乱效果存在局限,采用Arnold置乱数字图像加密方法,使得图像的安全性和加密效率有效提高.
2 部分代码
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