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正文摘录:

《现代电子技术》2006年第19期总第234期》通信与信息技术日BMP图像加密算法研究胡启龙。，王军宁。(1.深圳职业技术学院广东深圳518055；2.西安电子科技大学ISN国家重点实验室陕西西安71。071)摘要：流密码与分组密码是基于位运算的图像加密算法中两种主要密码体制。着重研究了分组密码长度和密码多样性的不同选取对加密BMF’彩色图像的影响。指出了在分组密码长度与BMlP图像的长宽尺寸成倍数关系的情况下，BMF’图像加密效果极其不理想的规律和现象，并对此进行了分析和研究。此外，对采用基于位运算方法加密BMP图像的抗噪声性能也进行了分析。关键词：BMt’图像；图像加密；位运算；分组密码；流密码中图分类号：TN918文献标识码：A文章编号：1004—373X(2006)19一067一04ResearchofBMPDigitalImageEnoryptionAlgOrl’thmHUQilong’，WANGJunning2(1.ShenzhenPolytechnicCollege，Shenzhen，518055，China；2.ISNStateKeyLaboratory，XidianUniversity，Xi‘an，710071，China)Abstract：StreamcipherandblockcipheraremaincipheI。systemsinimage-encr‘yptionalgor’ithmbasedonbitoperati‘on.Theeffect。ofblockcipherlengthanddiversityon。BMPImageencryptionisprofoundlystudiedinthispaper.Aprinciplethat.ifblockcipherlengthhasmult。iplerelationtothesizeofBMPimage，theencrypt’ioneffec。tofBMP。image·isterrible·ispointedout.Finally，antinoiseperformanceofenciyptedimagebasedonblockcipherisanalyzed.Keywords：BMF’image；imageencryption；bitoperation；blockcipher；strcamcipher1引言近年来，随着宽带网络的发展，图像数据开始在网上流行。由于某些图像数据具有特殊的安全保密性，即发送双方都不希望在网络上传输的图像数据被未经授权者所浏览或处理，因此图像数据的安全显得极为重要。目前，基于位运算的图像加密算法主要有流密码加密和分组密码加密两种。本文将这两种密码体制应用于加密BMP彩色图像，并对加密的方法和效果进行了深入的分析和研究，指出了在分组密码长度与BMP图像的长宽尺寸成倍数关系的情况下，BMP图像的加密效果不好。只有正确选择密码的多样性和长度，才能取得良好的图像加密效果。2基于位运算的加密算法思想在数字图像文件中存储的主要是图像的颜色和灰度信息。例如常用的BMP格式图像文件由表头、调色板和图像数据3部分组成。表头长度固定为54个字节，其中保留了有关图像的参数信息，如：使用的颜色、图像尺寸、文件大小、压缩标志等。调色板代表BMP图像的颜色信息，他将图像象素的数值映射为相应的颜色。图像数据区收稿日期：2006—04—10存储着所有象素的数值，不同的：BMP格式中每个象素的字节数不同。比如8位、24位的BMP图像分别代表每个象素包含1个字节或3个字节。本文实验中所用的图像文件格式为8位的.BMP格式。位运算加密图像的思想就是利用某种方法得到一系列的随机或伪随机的以字节为单位的数据，然后把他们和一幅图像的数据逐字节进行特定的位运算，以改变原有图像的数据信息。这样处理后的图像显示出来的效果将是“面目全非”，掩盖了原来的图像信息，达到加密的目地。此外，加密的图像应该在一定的条件下可以恢复出原来的图像，所以设计的加密算法中用于加密的随机或伪随机的以字节为单位的数据应具有可再生性，加密的位运算应具有可逆性。这时，若发端与收端采用同样的随机序列发生器，那么序列的取值只取决于种子，因此发端只需传递种子，在收端用同样的种子产生的序列对加密图像进行与发端加密同样的异或运算，就能得到解密后的图像。基于位运算的加密算法主要有2种方法，一种是采用流密码加密，即生成与图像数据相同大小的伪随机序列进行加密；这种方法由于伪随机序列的随机性大并且无规律，因而加密效果均匀、理想。但由于参与运算的数据量大，因此加密速度受到限制，实时性差；另一种是采用分组密码加密，即生成固定长度的序列，对图像数据进行等长67