【正文】 2021 屆本科畢業(yè)論文 數(shù)字圖像加密與實(shí)現(xiàn) 系 院： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 年 級(jí)： 完成日期： 指導(dǎo)教師： 摘 要 I 摘 要 隨著 Inter 技術(shù)與多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化信息可以以不同的形式在網(wǎng)絡(luò)上方便、快捷地傳輸。多媒體通信逐漸成為人們之間信息交流的重要手段。多媒體信息安全技術(shù)的研究主要有兩種方法：多媒體信息加密和多媒體信息隱藏技術(shù)。信息加密與信息隱藏從不同的角度保證信息的安全，如果我們將信息加密與信息隱藏有機(jī)地相結(jié)合，可進(jìn)一步提高 信息的安全性。 本課題的目的是實(shí)現(xiàn)一個(gè)安全性比較高的圖像信息安全算法， 圖像信息的安全主要包括圖像加密和圖像認(rèn)證，圖像加密的目的是將一幅圖像明文通過一定的算法使其變成不可識(shí)別的密文，以防止攻擊者截獲原圖像信息。圖像加密有多種方法，本課題采用的算法是基于 DES和 RSA 的混合加密。雖然加密可以使原文信息不被暴露，但一旦原文被接收并被篡改，加密就顯得無能為力了。此時(shí)，就需要圖像認(rèn)證的技術(shù)。圖像認(rèn)證的作用就是鑒定原圖像有沒有被篡改，以保護(hù)發(fā)送者的利益。為實(shí)現(xiàn)圖像認(rèn)證的目的，本課題采用報(bào)文摘要結(jié)合數(shù)字水印的方法。最后 ，本課題從安全性角度實(shí)現(xiàn)了二者的結(jié)合，使得圖像信息的安全得到了進(jìn)一步的提高。 關(guān)鍵詞： 信息安全；圖像加密 ；圖像認(rèn)證 ；數(shù)字水印 Abstract II Abstract With the Inter technology and the rapid development of multimedia technology, digital information can be transfered in different forms on the web quickly and easily. Multimedia munication has gradually bee an important means of information exchange between people. Multimedia Information Security Technology there are two main ways: multimedia information and multimedia information hiding encryption technology. Message encryption and information hiding information from different angles to ensure the security, if we hide the information encrypted with the anic bination of information, can further enhance information security. The goal of this topic is realizing a highsecurity pictorial information security algorithm, the pictorial information security mainly includes the image encryption and the image authentication, the goal of image encryption is turning a pictorial information to be distinguished through a certain algorithm,which preventing the aggressor capture the original image encryption has many kinds of methods,this topic uses the algorithm of the mix encryption which is based on on DES and the RSA. Although encryption may cause the original text information not be exposed, but once the original text is received and is tampered with, the encryption appeared helplessly. This time,needs the image authentication technology. The image authentication’s function is appraising if the original map picture has been tampered with, which is to protect the transmission’s benefit. In order to realize the image authentication goal, this topic uses the method of a telegram abstract union numeral , this topic has realized the two union from the secure angle,enable the security of pictorial information obtaining further enhancement. Keywords :Security； Image encryption； Image Authentication； Digital Watermarking 目 錄 III 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 研究背景 ...................................................... 1 研究方法 ...................................................... 1 研究?jī)?nèi)容 ...................................................... 2 2 關(guān)鍵技術(shù) .......................................................... 3 報(bào)文摘要技術(shù) .................................................. 3 單向散列函數(shù) .............................................. 4 單向散列函數(shù)技術(shù) .......................................... 4 數(shù)字圖像技術(shù) .................................................. 5 數(shù)字水印的概念 ............................................ 5 數(shù)字水印的要求 ............................................ 6 數(shù)字水印的原理及其通用模型 ................................ 6 數(shù)字圖像加密技術(shù) .............................................. 8 數(shù)字圖像加密的原理與通用模型 .............................. 8 數(shù)字圖像加密的典型算法 .................................... 8 3 算法實(shí)現(xiàn) ......................................................... 11 采用的算法 ................................................... 11 算法流程圖 ................................................... 12 報(bào)文摘要提取 ................................................. 12 數(shù)字圖像水印 ................................................. 17 位圖的位面 ............................................... 17 LSB 算法模型 ............................................. 17 LSB 算法的實(shí)現(xiàn) ........................................... 18 混合加密 ..................................................... 19 DES 算法 ................................................. 19 RSA 公開密鑰密碼體制 ..................................... 25 混合加密的實(shí)現(xiàn) ........................................... 26 4 一種基于現(xiàn)代 密碼體制的圖像加密算法 ............................... 28 現(xiàn)代密碼體制 ................................................. 28 目 錄 IV AES 簡(jiǎn)介 ...................................................... 29 AES 的來源 ............................................... 29 AES 算法描述 ............................................. 30 基于 AES 的數(shù)字圖像置亂 ....................................... 31 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 ............................................... 32 圖像的置亂效果 ........................................... 32 5 總結(jié) ............................................................. 33 參考文獻(xiàn) ........................................................... 34 致謝 ............................................................... 35 緒 論 1 1 緒論 研究背景 隨著 Inter 技術(shù)與多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化信息可以以不同的形式在網(wǎng)絡(luò)上方便、快捷地傳輸。多媒體通信逐漸成為人們之間信息交流的重要手段。人們通過網(wǎng)絡(luò)交流各種信息，進(jìn)行網(wǎng)上貿(mào)易等。因此，信息的安全與保密顯得越來越重要。信息的安全與保密不僅與國(guó)家的政治、軍事和外交等有重大的關(guān)系，而且與國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、商務(wù)活動(dòng)以及個(gè)人都有極大的關(guān)系。隨著信息化社會(huì)的到來，數(shù)字信息與網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活中的重要組成部分，他們給我們帶來方便的同時(shí)，也給我們帶來了隱患：敏感信息可能輕易地被竊取、篡改、非法復(fù)制和傳播等。因此信息安全已成為人們 關(guān)心的焦點(diǎn)，也是當(dāng)今的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 多媒體數(shù)據(jù)，尤其是圖像，比傳統(tǒng)的文字蘊(yùn)涵更大的信息量，因而成為人類社會(huì)在信息利用方面的重要手段。因此針對(duì)多媒體信息安全保護(hù)技術(shù)的研究也顯得尤為重要，多媒體信息安全是集數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、信息論、概率論、計(jì)算復(fù)雜度理論和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及其它計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)于一體的多學(xué)科交叉的研究課題。 研究方法 多媒體信息安全技術(shù)的研究主要有兩種方法：多媒體信息加密和多媒體信息隱藏技術(shù)。 多媒體信息加密技術(shù)：我們可以把多媒體數(shù)據(jù)作為文本數(shù)據(jù)流一樣看待，使用傳統(tǒng) 的加密算法進(jìn)行加密。傳統(tǒng)的加密方法如 DES、 3DES 或 RSA 等也能滿足多媒體應(yīng)用中的要求。然而，新型的多媒體應(yīng)用就需要新的數(shù)據(jù)加密技術(shù)。近年來，在這方面的研究取得了一些成果，主要針對(duì)視頻數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。 多媒體信息隱藏技術(shù)：密碼學(xué)技術(shù)僅僅隱藏了了信息的內(nèi)容，而信息隱藏技術(shù)不但信息的內(nèi)容而且隱藏了信息的存在。廣義上的信息隱藏技術(shù)包括隱寫術(shù)，數(shù)字水印，數(shù)字指紋，隱蔽信道，閾下信道，低截獲概率通信和匿名通信等，狹義上的信息隱藏技術(shù)通常指隱寫術(shù)與數(shù)字水印。其中，數(shù)字水印技術(shù)在圖像論證方面有較廣泛的應(yīng)用。 信息加密與信息隱藏從不同的角度保證信息的安全，如果我們將信息加密與信息隱藏有機(jī)地相結(jié)合，可進(jìn)一步提高信息的