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.