基于位平面-块置乱的图像加密算法安全性分析

针对基于阿诺德变换的加密算法(Arnold transform-based encryption method,ATBEM)提出一种基于图像块均方根的已知明文攻击方法.首先利用加密前后明文图像0、1分布比例不变的特征估计出位平面置乱顺序,恢复原始像素的值;然后根据块置乱和块内像素置乱保持像素值恒定不变的特性,定义图像块均方根特征以查找和估计块置乱矩阵.分析讨论了图像块置乱加密的安全性能,结果表明:对于图像块置乱加密,图像越平滑分块越小,破解所需的明密文对数越多,已知明文攻击难度越大.实验结果验证了图像纹理越复杂,攻击效果越好,在分块大小为2×2的条件下,攻击者仅需已知一对明文-密文对即可破解块置乱加密50%以上的图像内容,因此ATBEM加密算法难以抵抗所提出的已知明文攻击.

基于块调制置乱的图像加密算法安全性分析

块调制置乱图像加密是加密域可逆信息隐藏常用的加密方法之一,能有效提高算法的隐藏容量和抵抗现有唯密文、已知明文等攻击的能力.针对块调制置乱图像加密,提出一种已知明文攻击条件下的密钥流估计方法.首先,定义图像差值块,分析指出块调制生成密文块以较高的概率保持差值块不变的特性.然后,提出一种伪差值图像构建、差值块立方均值索引查找等关键策略的块置乱密钥的快速估计方法.分析讨论了图像的差值块立方均值分布、分块大小对置乱密钥估计正确率的关系.最后,给出了提高图像加密安全性可能的解决方案.实验结果表明,明文图像的纹理复杂度和分块大小是影响块置乱密钥估计正确率和算法时间复杂度的主要因素;分块大小大于3×3时,图像块置乱密钥的估计正确率达到70%以上,密文图像的内容会被泄露.

基于有序等价划分的冗余空间转移图像加密安全性分析

现有的冗余空间转移(RST)图像加密算法有效提高了加密图像可逆数据隐藏的隐藏容量和抵抗现有已知明文攻击的能力.在分析RST图像加密三个密钥特性和定义有序等价集的基础上,提出一种基于有序等价划分的已知明文攻击方法.对得到的明-密图像对(原始图像及其加密图像),首先基于直方图距离比较重建原始图像的位平面置乱图像(BPSI),然后对BPSI的每个图像块,在加密图像划分得到的有序等价集中查找并推断该图像块的块置乱密钥(BSK).推导给出了BSK估计准确率与分块大小、图像块个数和有序等价集个数的关系.实验结果表明,对512×512的测试图像,当分块大小不小于4×4时,BSK估计准确率超过0.95;不同BSK估计准确率得到解密图像的视觉效果表明,即使BSK估计准确率低至0.50,也可能导致原始图像的内容信息泄露.

基于非0比特个数特征的冗余转移图像加密安全性分析

Qin等人提出的基于冗余转移的高容量加密域可逆信息隐藏算法,有效提高了抵抗现有已知明文和唯密文等攻击的能力.在分析该算法的冗余转移图像加密特性的基础上,提出一种基于非0比特个数(non-zero-bit number,NZBN)特征的已知明文攻击方法.首先,定义给出了图像块的NZBN特征,分析指出了图像块NZBN特征在冗余转移图像加密前、后的恒定不变性;然后利用NZBN特征的恒定不变性,依次估计块置乱密钥和每个图像块的位平面置乱密钥;接着,给出了多对明密文图像条件下的块置乱密钥估计方法,以进一步提高块置乱密钥的估计正确率;最后,分析讨论了在不同分块大小下的密钥估计正确率和时间复杂度.实验结果表明,算法的密钥估计正确率和时间复杂度依赖于分块大小.分块大小不小于4×4时,1对明密文图像得到的块置乱密钥正确率超过89%;即使分块大小降至2×2,2对明密文图像可导致信息泄露.

上海市老年人主观幸福感影响因素研究

在小康社会背景下,通过开展调研探究上海市老年人主观幸福感的影响因素,采用贝叶斯估计模型验证影响因素与老年人主观幸福感的关系.结果表明:老年人和家人朋友的关系、情绪状态、身体状态、业余生活等因素影响着老年人主观幸福感,且各影响因素相互作用、相互影响.

基于预测误差分类置乱的图像加密域可逆信息隐藏

为提高XU算法的隐藏容量和加密图像的安全性,提出了一种基于预测误差分类置乱的加密域可逆信息隐藏算法。首先根据XU的预测方法得到非采到样像素的预测误差,根据预测误差的取值范围将所有非采样像素分为可变像素和不变像素两类。对采样像素、可变像素和不变像素分类置乱后再异或加密生成加密图像,以提高加密图像的安全性。可变像素的低2位用于保存图像信息,剩余的6个高有效位均可用于隐藏信息,实现了一个可变像素嵌入多比特附加信息,提高了嵌入容量。实验结果表明,本算法的加密方法能有效抵抗COA唯密文攻击,且平滑图像的隐藏容量可以超过2比特每像素。