一种图像置乱算法的FPGA实现方案--以Arnold算法为例

摘要

cqvip:在5G与物联网时代,研发国产原创性加密芯片是信息安全研究领域的重点问题.相当多的设备会生成图像数据,以便用户查看使用,常见的RSA算法、DCT域图像水印算法、Rossler混沌变换算法、Arnold变换算法可以实现软件层面的图像加密,但硬件化的图像加密芯片方案却寥寥无几.为保证用户数据安全,以图像加密中常用的置乱算法为例,在FPGA上实现任意方形尺寸图像的Arnold加密算法,为图像置乱算法的硬件化提供了借鉴思路.之前的经验证明:即使一些在软件上非常简单的算法,在硬件上实现时均需要大量的数字电路元件才能完成.重点是使用已经证实能够在软件方面有效加密的算法,尝试应用在硬件上,希望达到低成本的硬件加密效果.实验结果表明:当在FPGA实现Arnold变换时,执行速度比用电脑实现Arnold变换快很多倍.