移动云计算环境下图像保护关键技术研究

Image encryption technology is an important research field in image protection. There are many design and evaluation results on encryption algorithm combining characteristic of image data, however, few results on structure of image encryption algorithm. Under some new applications (for example mobile terminal), more requirements have appeared on image encryption, such as security lightweight, supporting fast retrieval. Aiming at the problems of image encryption and new requirements in application, this project research on fast-retrieval-supported and lightweight image encryption structure and algorithm. Using the experience of security analysis results on traditional block encryption structure for reference, study provably secure image encryption structure. Combining redundancy and Special coding structure of image data, propose a coding based one-time-pad like encryption algorithm by introducing random parameter in encryption procedure. Combining image multiresolution representation and energy difference for difference subbands, apply the idea of hierarchical encryption, propose fast-retrieval-supported and lightweight image encryption algorithm. By studying these issues, it is expected to provide new ways and means for design of image encryption algorithm, and enrich applications of mobile terminal device and cloud computing services, which have important theoretic and practical significance.

图像加密技术是保障图像信息安全的一个重要研究方向，结合图像数据特点的图像加密算法设计和评估已有许多成果，但关于图像加密算法结构安全性分析方面的成果鲜见；一些新的应用(如移动终端等)需要图像加密算法具有安全、轻量级、支持快速检索等新特性。本课题正是针对图像加密存在的问题和新的应用需求，开展支持快速检索的轻量级图像加密结构与算法研究。借鉴分组密码结构的安全性分析方法，研究可证明安全的图像加密结构；在加密算法中引入随机参数，结合图像数据的冗余特性和编码结构的特殊性，给出基于编码的类一次一密图像加密算法；结合图像多分辨率表示，根据各子带包含能量的不同进行分级加密，设计支持快速检索的轻量级图像加密算法。通过对上述问题的研究，为图像加密算法设计提供新的方法和手段，丰富移动终端设备和云计算服务的应用，具有重要的理论和现实意义。

图像加密技术是保障图像信息安全的一个重要研究方向。本课题针对图像加密存在的问题和新的应用需求如具有安全、轻量级、支持快速检索等，开展了支持快速检索的轻量级图像加密结构与算法研究。在图像加密算法分析方面，分别针对PRPS结构LUO算法、IPS结构CHEN算法和PDR结构Tong算法的安全性进行了深入分析，指出了算法存在的安全性问题。在可证明安全图像加密算法结构研究方面：研究了UFN-C结构的可证明安全性，基于UFN-C结构设计了新的图像加密方案。在基于编码的类一次一密图像加密算法设计方面，结合信息隐藏技术和图像数据自身特点设计了类一次一密图像加密算法。在支持快速检索的安全轻量级图像加密算法设计方面，针对压缩与加密的矛盾冲突问题，设计了一种基于SMS4结构的小波域变尺度分级图像加密算法。.上述部分相关结果已形成学术论文，在“Nonlinear Dynamics”、“Computers, Materials & Continua”、“China Comunications” 和《电子与信息学报》等国内外重要学术期刊和会议上发表相关论文101篇，其中SCI期刊论文7篇。培养博士生2名，硕士生2名。.本项目的研究为图像加密算法设计提供新的方法和手段，丰富移动终端设备和云计算服务的应用，具有重要的理论和现实意义。