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文檔簡介
1、圖像加密并行算法——Square加密算法針對傳統(tǒng)的圖像加密算法在效率和安全性上的不足,我們提出了一種新的圖像并行加密算法——Square加密算法,它采用Square像素排列操作和改進的混合(Mixing)操作。那么接下來,我就給大加簡單的介紹一下這種加密算法。一、Squaree加密算法圖像加密并行算法的重點在于前2步,即分組內(nèi)加密和像素排列。為了簡化加密算法的沒計,可對加密算法設計作進一步的規(guī)定:(1)圖像的每一行即為一個分組;(2)各
2、PE負責加密的分組數(shù)(圖像行數(shù))應盡量接近;(3)第(1)步采用的加密操作應實現(xiàn)分組范圍內(nèi)的完全擴散效應。下面分別介紹Square圖像加密算法的分組內(nèi)加密方法和像素排列方法。1、分組內(nèi)加密方法與MASK加密算法相同,分組內(nèi)加密方法由3個操作構成,即Mixing、密鑰異或及S盒替換。(1)Mixing操作表示如下:其中,i=1,2,…,N,N為圖像的列數(shù)。注意,式(1)中的加法和連加均為異或運算。改變率的最大值為0.4982,最小值為0.
3、4742,平均值為0.4861。可見,Square加密算法并沒有達到理想的改變率。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),這是由于Mixing操作的缺陷造成的。根據(jù)式(1),經(jīng)Mixing操作后,各元素等于同一組中其他所有元素異或運算的結果。因此,當明文改變一比特時,密文分組中有且僅有一個元素保持不變。由此可推知,分組內(nèi)加密方法不能實現(xiàn)分組內(nèi)完全擴散的要求。為滿足分組內(nèi)完全擴散的要求,本文提出了一個新的Mixing操作,定義如下:式(3)與式(1)在表現(xiàn)形式上很相
4、似,唯一不同的是式(1)中的加法為異或運算,而式(3)則采用模256加法??梢宰C明,當研均為0~255之間的整數(shù),且分組個數(shù)N為偶數(shù)時。Mixing操作是可逆的。同時,由式(3)可以推知,改進的MAS加密可實現(xiàn)分組內(nèi)的完全擴敝效應。將這種Square排列與改進的MAS分組加密操作的聯(lián)合稱為“Squaren圖像并行加密算法。經(jīng)2輪Square加密算法加密后后密文比特改變率的最大值為0.5114,最小值為0.4922,平均值為0.5018。
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