常用图像加密技术-流密码异或加密

异或加密是最常用的一种加密方式,广泛的适用于图像处理领域。这种加密方式依据加密密钥生成伪随机序列与图像的像素值进行异或操作,使得原像素值发生变化,进而使得图像内容发生变化,达到保护图像内容的目的。

该加密方法是以图像的像素为基本操作单位,改变像素值,改变图像像素间的相关性,但是像素的位置没发生变化。异或加密是最常用的一种加密方式,广泛的适用于图像处理领域。这种加密方式依据加密密钥生成伪随机序列与图像的像素值进行异或操作,使得原像素值发生变化,进而使得图像内容发生变化,达到保护图像内容的目的。该加密方法是以图像的像素为基本操作单位,改变像素值,改变图像像素间的相关性,但是像素的位置没发生变化。

设未压缩的原始灰度图像的像素值分布在0~255之间,也就是说该图像的每个像素值P(i,j) 均可以用8位二进制来表示,其中*(i,j)* 表示该像素在图像中的位置,如图像像素值为147,那么用二进制表示就是10010011,若该像素值的第k 个比特位用*P(i,j,k)*表示,那么像素可以用以下公式表示:

(1)

(2)

根据加密密钥生成伪随机序列R(i,j,k) 也是8位二进制,且生成的大小与图像大小一样,将其与像素值二进制*P(i,j,k)*根据公式3进行异或。

(3)

上式中P(i,j,k) 表示图像的各平面二进制,R(i,j,k) 是根据加密密钥生成的二进制,其大小与图像二进制相同,*B(i,j,k)*表示异或得到新的二进制序列,根据公式2将其转换成十进制,由此得到新的像素值,异或加密的效果如图所示。

由于密钥生成的序列是随机的,也就表示生成的序列是毫无规律的,那么与像素值异或得到新的像素值,也是毫无规律,异或加密后,不仅使得像素值发生变化,而且也打乱了像素间的相关性,使得其失去一般规律性,由此得到保护图像内容的安全,统计了图像加密前后的像素直方图分布,如下图所示。从中可以看出,原始图像的像素分布呈现一定的错落,而异或加密后,像素分布呈现出非常规律的均衡化,较平均的分布在0,255,说明各像素异或后随机分布且像素值发生了变化,异或加密能有效的保护图像信息内容安全。

相关推荐
Lsk_Smion16 分钟前
力扣实训 _ [102].层序遍历--前序--后续_递归与非递归的实现
数据结构·算法·leetcode
冬奇Lab33 分钟前
Agent 系列(13):Agent 安全与防护——提示词注入、工具滥用、数据泄露怎么防
人工智能·llm·agent
冬奇Lab35 分钟前
每日一个开源项目(第122篇):headroom - 给 AI Agent 装上上下文压缩层,Token 最高省 95%
人工智能·开源·资讯
科技与数码43 分钟前
鸿蒙6.1小艺伴随式AI体验:让阅读效率翻倍
人工智能·华为·harmonyos
实在智能RPA1 小时前
药企GMP合规自动化破局:实在Agent的功能完整度评估与落地实践
运维·人工智能·ai·自动化
市象1 小时前
当 Google I/O 出现在抖音,前沿科技有了新现场
人工智能·科技
程序猿追1 小时前
棋盘上的博弈:我在 HarmonyOS 里塞了一个五子棋“大脑”
人工智能·华为·harmonyos
是烨笙啊2 小时前
在 Claude code 中如何利用模型缓存节省 token
人工智能·缓存·ai编程
小欣加油2 小时前
leetcode3751 范围内总波动值I
java·数据结构·c++·算法·leetcode