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
Nil20820 小时前
leetcode 199二叉树的右视图
算法·leetcode·深度优先
ZGIAI20 小时前
ZGI 混合检索:汇集候选并统一重排
人工智能·架构
ZGIAI20 小时前
ZGI 运行日志:还原任务与节点状态
人工智能·架构
Scott9999HH20 小时前
2026 中小企业如何破局 AI 搜索?轻量化 GEO 优化系统架构设计与 Python 实战落地
人工智能
甲维斯20 小时前
opencode的“恶果”来了,吃掉100G空间!
人工智能
IT大白鼠21 小时前
PentestGPT作为AI运维编排工作流自动化底座的技术架构与应用价值评估
运维·人工智能·自动化·pentestgpt
yurenpai(27届找实习中)21 小时前
从零读懂 AI 智能客服(一):模块职责与 SSE 聊天链路(后端架构)
java·人工智能·架构·langchain4j
M78佐菲21 小时前
c语言学习笔记:排序与查找方法整理
linux·c语言·笔记·学习·算法
别动我齐刘海21 小时前
机器人运动控制学习4——状态估计 State Estimation
c++·人工智能·学习·目标检测·机器学习·机器人·自动驾驶
Behaviour21 小时前
Unity AI 生态横评对比:官方 AI Beta / Unity CLI / 团结 Codely / 社区 MCP 四大阵营选型
人工智能·unity·ai·游戏引擎·aigc·ai编程