基于图像空间域的密写算法研究及混沌加密与密写平台实现

摘要

目前，主要有两类信息安全保护技术:信息加密和信息隐藏。
　　信息加密和信息隐藏技术的关系很密切，信息加密是将秘密信息加密为密文数据，这样未授权用户没有密钥就无法获取秘密信息。信息隐藏是一种隐蔽通信手段，是将秘密信息隐藏到其他数字媒体文件中，如音频，视频，图像等。为提高信息传输的安全性，本文结合信息加密技术和信息隐藏技术来提高信息传输的安全性。
　　在实现并分析了基于Fibonacci数列编码的密写算法后，本文提出并实现了基于动态子数列编码的密写算法，子数列的数量提供了庞大的密钥空间。对比同类算法，该算法在多方面性能上表现的更好，比如更好的视觉隐蔽性。接着，本文实现了基于视觉敏感性的图像分块密写算法，根据视觉敏感程度为不同区域的图像块设置合适的嵌入率。实验结果表明该算法消除了位平面复杂度分割密写算法存在的“尖峰效应”。结合动态子数列编码方案，该算法同时具有良好的视觉隐蔽性、比较高的秘密信息嵌入率和较强的秘密信息安全性。
　　本文最后设计并实现了信息加密与密写平台InfoHide。InfoHide集成了多重功能，它的主要功能有:信息加密、解密和信息隐藏、提取。信息加密模块中，本文基于混沌系统设计了多个加密算法并采用多重加密方案加密信息，多重加密方案具有较高的初值敏感性、较强的安全性和较好的加密效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 选题背景和研究意义

第二节 国内外研究现状

第三节 本文的结构安排和主要工作

1．3．1 论文的结构安排

1．3．2 论文的主要工作

第二章 信息加密和信息隐藏理论基础

第一节 混沌系统的概念及典型混沌系统

2．1．1 混沌系统的概念

2．1．2 典型混沌系统

第二节 密写算法及算法分析基本概念

2．2．1 LSB密写算法的基本概念

2．2．2 密写算法性能指标分析及评价方法

第三节 基于数列的数值编码方案

2．3．1 Fibonacci数列及Catalan数

2．3．2 Zeckendorf定理

2．3．3 由二进制编码到Fibonacci数列编码

第四节 本章小结

第三章 基于Fibonacci数列编码的密写算法

第一节 Fibonacci数列编码方案

第二节 基于Fibonacci数列编码的密写算法

3．2．1 密写算法思路

3．2．2 秘密信息比特流编码和分组方案

3．2．3 算法密写和提取方案

第三节 实验结果与分析

3．3．1 密写视觉效果

3．3．2 实验结果客观指标及分析

第四节 本章小结

第四章 基于动态子数列编码的密写算法

第一节 动态子数列编码方案

4．1．1 动态子数列的定义及编码方案

4．1．2 子数列的数量级

第二节 基于动态子数列编码的密写算法

4．2．1 算法预处理

4．2．2 基于动态子数列编码的密写算法思路

第三节 实验结果及分析

4．3．1 密写视觉效果

4．3．2 实验结果客观指标及分析

4．3．3 算法分析

4．3．4 算法总结

第四节 本章小结

第五章 基于图像块复杂度分区的密写算法研究

第一节 算法思想

第二节 CIBCS算法流程

5．2．1 CIBCS算法密写步骤

5．2．2 CIBCS算法提取秘密信息步骤

5．2．3 算法关键环节

第三节 实验结果分析

第四节 本章小结

第六章 信息加密与密写平台的设计与实现

第一节 软件功能介绍

第二节 软件结构设计

6．2．1 功能分析与模块分解

6．2．2 加密、解密模块设计实现

6．2．3 密写、提取模块设计实现

第三节 软件功能和实验演示

6．3．1 软件介绍

6．3．2 软件功能演示

6．3．3 载体图像及载密图像直方图对比

第四节 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间参与的科研项目与研究成果