内容简介

系统地研究了新型数字图像密码系统及其安全性能分析，阐述了基于DES与AES的图像密码算法和基于混沌系统的明文关联图像密码算法的MATLAB和C#语言实现技术及其安全性能。深入探讨了DES和AES算法实现及其数字图像加密应用技术；从加密/解密速度、密钥空间、信息熵、统计特性和敏感性分析等方面研究了图像密码系统的性能分析方法；阐述了明文关联的图像密码系统的实现算法与性能分析；讨论了加密算法与解密算法相同的统一图像密码系统的设计方法与性能分析；诠释了融合公钥与私钥的数字图像密码算法及其性能评价体系。

目录

目录

第1章绪论

1.1图像加密的研究进展

1.2准备工作

1.2.1常用的灰度图像

1.2.2MATLABR2016a数学软件

1.2.3EclipseC集成开发环境

1.2.4VisualStudio2017集成开发环境

1.3本章小结

第2章数据加密标准

2.1DES算法

2.1.1DES加密算法

2.1.2DES解密算法

2.2TDES算法

2.2.1TDES图像密码系统

2.2.2TDESMATLAB程序

2.2.3TDESC程序

2.2.4TDESC#程序

2.3本章小结

第3章高级加密标准

3.1AES算法

3.1.1AES加密算法

3.1.2AES密钥扩展算法

3.1.3AES解密算法

3.2AES图像密码系统

3.2.1AESMATLAB程序

3.2.2AES图像加密MATLAB程序

3.2.3AESC#程序

3.3本章小结

第4章图像密码系统安全性能分析

4.1加密/解密速度

4.2密钥空间

4.3信息熵

4.4统计特性

4.4.1相关性分析

4.4.2直方图分析

4.5敏感性分析

4.5.1密钥敏感性分析

4.5.2明文敏感性分析

4.5.3密文敏感性分析

4.6本章小结

第5章明文关联的数字图像加密算法

5.1PRIC

5.2PRICMATLAB程序

5.3PRICC#程序

5.4PRIC性能分析

5.5本章小结

第6章加密算法与解密算法共享图像密码系统

6.1EADASIC系统

6.2EADASICMATLAB程序

6.3EADASICC#程序

6.4EADASIC系统性能分析

6.5本章小结

第7章融合公钥与私钥的数字图像密码算法

7.1PKPKCIC系统

7.2PKPKCICMATLAB程序

7.3PKPKCICC#程序

7.4PKPKCIC系统性能分析

7.5本章小结

附录程序代码与数据

参考文献

精彩书摘

第5章明文关联的数字图像加密算法

典型的基于混沌系统的数字图像密码系统如图51所示，包括加密系统与解密系统。对于加密系统而言，输入为密钥和明文图像，输出为密文图像；对于解密系统而言，输入为密钥和密文图像，输出为明文图像。

图51典型的基于混沌系统的数字图像密码系统

由图51可知，典型的基于混沌系统的图像密码系统中，加密算法由“置乱—扩散”的循环结构组成。本章将研究基于“扩散—置乱—扩散”结构的新型图像密码算法，其结构如图52所示［121,127,130,134135］。

图52置乱算法与明文关联的图像密码系统

在图52所示的图像密码系统中，加密或解密过程包括混沌密码发生器、两个扩散算法和一个置乱算法，没有循环处理，且只有置乱算法与明文相关联。由于置乱算法与明文相关联，因此，这类系统称为明文关联的图像密码系统，记为PRIC(PlaintextRelatedImageCryptosystem)。

5.1PRIC

如图52所示，PRIC主要包括4部分，即混沌密码发生器、明文无关的扩散算法Ⅰ模块、明文关联的置乱算法模块和明文无关的扩散算法Ⅱ模块。

这里使用了分段线性混沌映射(PWLCM)，如式(51)所示。

xi=f(xi-1,p)=xi-1p,0

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