密码在图像处理中的应用文献综述

 2022-08-05 02:08

文献综述

1 对指导老师下达的课题任务的学习和理解

1.1 课题研究背景及意义
随着互联网的不断发展,各种网盘云盘的兴起,人们越来越依赖网络,将个人的一些隐私信息,存放在这些网络存储空间中,这种做法很方便,但是却存在着很大的安全问题,若是在数据流传送过程中,没有对这些信息做适当的保密处理,在传输过程中如果数据被窃取,则产生的影响就是大量个人隐私被泄露。这只是从个人方面,将这个问题放大,数字时代的今天,老式的纸张文件已经渐渐的淡出人们的视野,取而代之的是各种电子文档,人们不再像以前一样,一笔一划的将自己想表达的内容写在纸上,而是通过键盘将需要表达的内容写入电子文档,如果需要时,再打印出纸质文档。电子文档便于传输,只需要轻轻一点,就可以将内容发送给远在千里的接收者。文档如此,图片亦是如此,互联网技术广泛的应用于各行各业中,这也包括了一些极其隐私的内容,如国家的一些机密文件、军事图纸,科研成果。这些内容一旦泄露,将会产生极其严重的影响。因此,对于类似于数字图像这些信息安全,小至个人,大到国家,都是需要我们关注的,所以,研究密码在图像处理中的应用是很有意义和必要的。

由于图像信息生动形象,而且包含信息量大,而且易于人们使用。人们在表达的信息时,常常会选择图片作为表达方式。再聊天过程中,表情包的出现使聊天不再单调。图片信息简化了文字的表达的内容,缩短了人们发送信息的时间,更活泼生动的表达了人们当时的心理状态。由于图片的这些特性,使得图片在当今互联网时代中的应用越来越广泛,图片所有者可以通过在各种论坛,网站发布其图片作为交换信息,或者出售其图片中的信息,例如学习资料,经验总结,使用指导等。在互联网上发布他所拥有的图像,这种方式虽然便捷、不受地域限制、节省了图片数据拥有者的费用,但也给了一些不法分子可乘之机,不法分子可以通过网络漏洞直接窃取未授权的图像,然后再以低价将图片售出,或者爆料。因此,对于图片发行者,为了保护自身的利益,就需要可靠的图像加密技术。当然,及时加密了,仍有可能会被解密,而且加密算法的复杂度,会影响使用者的体验感,如何获取一种对图像数据加解密方式简单,又难以破解的图片加解密方式,而且,需要注意的是,有时候对对图像的加解密过程会影响到图像的质量,此时就需要对图像的加解密进行深入的了解和学习。应对不同级别的图像,也可以采用不同的加密策略,这些都是需要研究和注意的。

1.2课题研究思路与内容
本课题从最基本的图像的表现形式入手,首先探究数字图像是如何表现和识别的,了解之后,对数字图像进行一些简单的加解密方式,探究这些方法的利弊。接着研究国内外一些已有的图像加解密方式,了解其作用原理及效果。最后根据研究结果,尝试独立设计新的图像加解密方式。结合自己所学的web技术,将加解密过程在网页上显示出来,实现一个可以交互的网页。

2 阅读文献资料进行调研的综述

2.1 图像的表现形式
静止图像可以看做是平面区域上的二元连续函数:

对区域中任意的点(x,y),则f(x,y)代表图像在这一点的灰度值,与图像在这一点的亮度相对应。并且图像的亮度值是有限的,因而函数z=f(x,y )也是有界的。在图像数字化之后,Z=f(x,y )则相应于一个矩阵,矩阵的元素所在的行与列就是图像显示在计算机屏幕上诸像素点的坐标,元素的数值就是该像素的灰度(通常有256等级,用整数0至255表示)。矩阵的初等变换可以将一幅图像变换成另一种图像,但它的缺点是像素置乱作用较差,因而保密性不高。

2.2 基于矩阵变换/像素置换的图像加密技术

(1) Arnold 变 换

设像素的坐标

Arnold 变换 为

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