应用于图像加密上的AES加密算法

2018 年 10 月 30 日 0 条评论 5.39k 次阅读 2 人点赞


加密

随着互联网的发展,数字图像通信成为了信息传输的重要途径。与此同时,数字图像通信的安全引起了人们的广泛重视。将AES算法和混沌序列相结合来实现数字图像加密的方法,既保证了加密的安全性,也缩短了加密的时间。

1 AES介绍

AES是Advanced EncryptionStandard(高级加密标准)的简称,是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。AES具有可变的分组长度和密钥长度,而且分组长度和密钥长度是不相关的。分组长度有三种情况:128位、192位和256位。

AES加密过程包含4个步骤:(1)轮密匙加变换(2)字节替换(3)行移位(4)列混合。

2 Logistic映射

Logistic映射有两种定义形式:(1)已有研究证明当时,映射为混沌。此时的迭代的序列是具有对初值敏感、非周期、扩散的特性。(2)其中,为分岔参数,从开始,混沌系统进入分岔倍周期,当参数逐渐增大到时,系统呈现混沌特性,上述过程就是倍周期通向混沌。由于Logistic映射产生的混沌序列对初值的敏感性等特点,这些特性被广泛应用于很多混沌图像加密的算法中。

3 基于AES的图像加密算法

在利用AES算法对图像进行加密的过程中,第一步即将灰度图像进行轮密匙加变换,就是将轮密匙与原图像矩阵中相对应的字节作异或运算,以得到初步密文。为了增强轮密匙的随机性以提高加密算法的安全性,利用Logistic算法来获得轮密匙加变换中需要的所有轮密匙,并将待加密图像的矩阵中的各个元素与利用Logistic算法获得的轮密匙进行异或运算,接着则继续进行AES算法的其余步骤,以完成对于该图像的加密工作。这种利用 Logistic算法代替AES原有的密匙生成方法的做法充分的利用了Logistic算法的有界性、内随机性和普适性,增强了AES算法在图像加密过程中的随机性和不可预测性,提高了加密的安全性能。另外,除了将Logistic算法与AES算法相结合,以提高加密算法的随机性之外,还对Logistic算法进行了相应的改进,将加密算法与待加密的图像本身相联系,使得对于不同的待加密图像,Logistic算法的各个参数取值也各不相同,提高了Logistic算法的随机性,增强了整个加密过程的安全性。