一种基于小波变换和骑士巡游的图像置乱算法题目三号侯启槟1杨小帆2王阳生1黄向生1作者四号长仿宋1(中国科学院自动化研究所北京100080)单位小五号2(重庆大学计算机学院重庆400044)(qbhou@nlpr.ia.ac)小五号摘要由于图像或视频数据在网络中（特别是在无线网络中）进行传输时，很容易被非法截取，人们对多媒体数据传输的安全性提出了很高的要求。许多典型的图像加密方法都是对传输图像的像素直接进行置乱，这使图像置乱的程度受到了限制；也有一些方法是对变换域的变换系数置乱。提出了一种新的图像置乱加密算法，其基本思想是首先将原图像进行小波分解，然后以棋盘上的骑士巡游线路为工具，充分利用小波子带的特点将小波系数进行置乱。这为图像加密提供了一种全新的思路。通过与传统的置乱算法做比较，验证了本算法能够获得更好的置乱效果。并通过对实验数据的分析和解释得到了若干有益的结论，为进一步的研究工作奠定了基础。摘要小五楷关键词图像加密；置乱算法；骑士巡游；小波变换关键词小五宋中图法分类号TP391分类号小五号AnImageScramblingAlgorithmBasedonWaveletTransformTitle四号HouQibin1,YangXiaofan2,WangYangsheng1,andHuangXiangsheng1Name五号1(InstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience,Bei激ng100080)Depart.Correspond小五号2(CollegeofComputerScience,ChongqingUniversity,Chongqing,400044)AbstractImagesecuretransmissionisoneofthemainresearchissuesinthefieldofnetworkcommunications.Manytypicalimageencryptiontechniquestakethedirectwayofscramblingthetransmittedimageitself,whichmaylimitthescramblingeffectthatisachievable.Inthepresentpaper,anewimageencryptionalgorithmisproposed.Thisalgorithmusesvariousknight-toursonthechessboardasthebasictoolforimagescrambling,andscramblesthewaveletcoefficientsofthetransmittedimageinsteadoftheimageitself.Experimentalresultsshowthatouralgorithmcanachievebetterscramblingeffect.Someusefulconclusionsareobtainedthroughtheanalysisandexplanationoftheexperimentaldata,whichlayasolidfoundationforfurtherresearch.Abstract小五号Keywordsimageencryption;coefficientscrambling;knight’stour;wavelettransformKeywords小五号正文五号宋体在日常生活中，网络多媒体数据应用变得越来越广泛，如多媒体邮件、视频点播、视频会议，和即将兴起的多媒体短信，等等。当图像或者视频通过网络传输时，对图像或者视频内容的有效加密和保护，也益发重要，因为所传输的图像，往往含有使用者私有的信息。在网络传输过程中，包含私有信息的图像有可能被截取、被复制，而导致严重的后果。可以说，私有信息的安全性是整个社会稳定的基石，也越来越受到人们的重视。图像或视频信息的有效加密方法是传统保密学研究中遇到的新问题，因为图像数据有着与原有需要加密数据不同的特点。针对这个问题，近年来研究者们提出了许多解决方法，一般说来，这些方法可以分为两大类：一类是将需要保护的图像，隐藏加入另一幅不需要保护的目标图像中，在不能显露被保护图像的同时，目标图像并没有可以觉察的变化，即信息隐藏与伪装技术，包括数字水印等；另一类是采用密码学的基本思想和一些新的手段，将需要保护的图像直接进行置乱或分存等处理，使其在视觉效果上不包含任何有意义的内容。已经有很多文献提出了图像置乱的方法[1-11]。其中文献[6-7]将骑士巡游用于图像细节隐藏，并指出其特点是具有一定的免疫性。文献[8]利用骑士巡游置乱方式多、时间快、求逆置换方便的优点，对图像像素进行置乱，达到加密的目的。并提出置乱度的概念，用以客观评估图像置乱程度。其缺点是为了达到较高的置乱度，需要进行比较多步数的置换。这些置乱方法[1-8]直接在原图像的像素空间域进行处理。在图像的安全传输中，如果在空间域直接对图像像素进行置乱，将大大降低像素之间的相关性，使低比特率图像编码变得困难。文献[10]提出频域加密算法，使用混沌序列生成的符号矩阵对DCT块排列变换而得到置乱结果。文献[11]提出对原图...