基于哈希的图像加密算法的分析与改进
DOI:
作者:
作者单位:

1.重庆大学大数据与软件学院;2.重庆电力高等专科学校信息工程学院;3.重庆电力高等专科学校 信息工程学院;4.重庆市公安局交巡警总队;5.重庆大学 大数据与软件学院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TP309

基金项目:

国家自然科学基金(61702062);重庆市技术创新及应用发展专项重点项目(cstc2019jscx-mbdxX0044);重庆市基础科学与前沿技术研究专项(cstc2018jcyjAX0334);重庆市留学人员回国创业创新计划(cx2018015);中央高校基本科研前沿交叉专项(2019CDQYRJ006);重庆市教育委员会科研基金资助(KJQN201802602)。


Analysis and improvement of a hash-based image encryption algorithm
Author:
Affiliation:

1.School of Big Data and Software Engineering, Chongqing University, PRChina;2.School of Information Engineering, Chongqing Electric Power College, PRChina;3.School of Information Engineering,Chongqing Electric Power College;4.Traffic and Patrol Police Corps of Chongqing Public Security Bureau;5.School of Big Data and Software Engineering,Chongqing University

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    摘要:

    近年来,数字图像的安全性引起了众多学者的广泛关注。基于哈希的数字图像提出了加密算法以解决此类问题。但是无论是理论分析还是仿真实验均表明,扩散特性太弱,无法抵抗选择明文攻击和已知的明文攻击。此外,普通像素的一点点差异将仅导致密码像素的一个相应位变化。在本文改进的算法中结合自适应算法,纯图像只有一个像素差,将导致密码图像中几乎所有像素发生变化(NPCR> 98.77%),并且统一平均变化强度高(UACI> 30.96%)。理论分析和计算机仿真表明,改进算法可以克服这些缺陷,并保留原始版本的所有优点。

    Abstract:

    Recently, the security of digital image attracts widespread concern of many scholars. A hash-based digital image encryption algorithm has been proposed. But both the theoretical analysis and computer simulation show the characteristic of diffusion is too weak to resist Chosen Plaintext Attack and Known Plaintext Attack. Besides, one bit difference of the plain pixel will lead to only one corresponding bit change of the cipher pixel. In our improved algorithm, coupled with self-adaptive algorithm, only one pixel difference of the plain-image will cause changes of almost all the pixels in the cipher-image (NPCR > 98.77%), and the unified average changing intensity is high (UACI > 30.96%). Both theoretical analysis and computer simulation indicate that the improved algorithm can overcome these flaws and maintain all the merits of the original one.

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  • 收稿日期:2020-01-13
  • 最后修改日期:2020-03-22
  • 录用日期:2020-04-01
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