CN107169911A - 一种基于二维Arnold变换的图像加密方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于二维Arnold变换的图像加密方法,属于加密技术领域，通过用一个二元函数I=f(x,y)来表示一幅二维平面图像,然后对图像f(x,y)进行二维Arnold变换，通过像素坐标的改变而改变原始图像灰度值的布局；将原始图像看作一个矩阵，经过Arnold变换后的图像会变的“混乱不堪”，由于Arnold变换的周期性，继续使用Arnold变换，可以重现图像，即达到解密图像。本发明利用Arnold变换的周期性，即当迭代到某一步时将重新得到原始图像，较于其他加密方法，更容易进行图像的加密与解密，大大提高了图像加密效率。

Description

一种基于二维Arnold变换的图像加密方法
技术领域
本发明涉及加密技术领域，具体涉及一种基于二维Arnold变换的图像加密方法。
背景技术
随着计算机网络的开放、共享性以及互联程度的日益扩大，Internet得到了飞速的发展和应用，网络的重要性及其对社会的影响也越来越大。与此同时，网络的安全保密问题也已成为日益严重的现实问题。近年来，无论官方还是民间机构，都对信息的安全存储、保密传输、真伪验证等问题高度重视。
常见的加密算法，如DES、AES、RSA等都是针对文本、数据加密而提出的。对于在数字图像方面的加密来说，常见的也是采用这些文本加密技术的思想。但是，文本和图像也存在很多区别，主要是：（1）图像信息量非常大。(2)相邻像素具有相关性。由于图像的可视性,一定区域内色彩是相似的,因此相邻像素间有很强的相关性。文本加密技术并没有考虑这种相关性,而是依次加密每个像素。 (3)加密图像在解密时常允许一定失真。这种图像失真只要控制在人的视觉内是完全可以接受的。显然在加密和解密时,需要考虑图像的这种特点。文本加密技术没有考虑失真度的问题。(4)需要预处理。数字图像一般以二维数组的数据格式存储,而文本加密技术都要求先将待加密的数据转换为二进制的数据流,如果图像很大的话,需要一定的图像预处理时间,降低了加密效率。
发明内容
本发明针对上述所要解决的问题，提供一种基于二维Arnold变换的图像加密方法。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于二维Arnold变换的图像加密方法, 利用Arnold变换的周期性，即当迭代到某一步时将重新得到原始图像，使得很容易进行图像的加密与解密，包括以下步骤：（1）用一个二元函数I=f(x,y)来表示一幅二维平面图像,(x,y)表示二维空间坐标系中一个坐标点的位置,则f(x,y)代表图像在这一点的灰度值,与图像在这一点的亮度相对应；（2）对图像f(x,y)进行二维Arnold变换，通过像素坐标的改变而改变原始图像灰度值的布局；（3）原始图像看作一个矩阵，经过Arnold变换后的图像会变的“混乱不堪”，由于Arnold变换的周期性，继续使用Arnold变换，可以重现图像，即达到解密图像。
所述（2）中对图像f(x,y)进行二维Arnold变换为：设有单位正方形上的点（x，y），将点（x，y）变到另一点（x’,y’）即为二维Arnold变换。
本发明利用Arnold变换的周期性，即当迭代到某一步时将重新得到原始图像，较于其他加密方法，更容易进行图像的加密与解密，大大提高了图像加密效率。
具体实施方式
下列对本发明的实施作进一步的说明，以便本领域的技术人员能够更好的理解并实施。
实施例1
一种基于二维Arnold变换的图像加密方法, 利用Arnold变换的周期性，即当迭代到某一步时将重新得到原始图像，使得很容易进行图像的加密与解密，包括以下步骤：（1）用一个二元函数I=f(x,y)来表示一幅二维平面图像,(x,y)表示二维空间坐标系中一个坐标点的位置,则f(x,y)代表图像在这一点的灰度值,与图像在这一点的亮度相对应；（2）对图像f(x,y)进行二维Arnold变换，通过像素坐标的改变而改变原始图像灰度值的布局；设有单位正方形上的点（x，y），将点（x，y）变到另一点（x’,y’）即为二维Arnold变换：。
（3）原始图像看作一个矩阵，经过Arnold变换后的图像会变的“混乱不堪”，由于Arnold变换的周期性，继续使用Arnold变换，可以重现图像，即达到解密图像。
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于二维Arnold变换的图像加密方法, 利用Arnold变换的周期性，即当迭代到某一步时将重新得到原始图像，使得很容易进行图像的加密与解密，其特征在于，包括以下步骤：（1）用一个二元函数I=f(x,y)来表示一幅二维平面图像,(x,y)表示二维空间坐标系中一个坐标点的位置,则f(x,y)代表图像在这一点的灰度值,与图像在这一点的亮度相对应；（2）对图像f(x,y)进行二维Arnold变换，通过像素坐标的改变而改变原始图像灰度值的布局；（3）将原始图像看作一个矩阵，经过Arnold变换后的图像会变的“混乱不堪”，由于Arnold变换的周期性，继续使用Arnold变换，可以重现图像，即达到解密图像。
2.如权利要求1中所述的基于二维Arnold变换的图像加密方法，其特征在于，所述（2）中对图像f(x,y)进行二维Arnold变换为：设有单位正方形上的点（x，y），将点（x，y）变到另一点（x’,y’）即为二维Arnold变换。
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