【图像加密】基于直方图变换实现图像加密附matlab代码
【图像加密】基于直方图变换实现图像加密附matlab代码
TT_Matlab
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内容介绍
在加密过程中，我们首先将所有三个通道组合起来，然后进行洗牌和替换。因此，洗牌后的通道直方图与原始的不同（与灰度情况相反）。这种方法的好处是可以增加加密的强度，使得加密后的数据更难以被破解。然而，这也意味着在解密过程中需要对数据进行相应的逆操作，以恢复原始的直方图和通道数据。
在实际应用中，这种加密方法可以用于保护敏感信息，比如图像数据中的个人身份信息或商业机密。通过对图像数据进行通道组合、洗牌和替换，可以有效地保护这些信息，防止未经授权的访问和窃取。这对于保护用户隐私和企业利益都具有重要意义。
然而，需要注意的是，加密并不是万无一失的。即使采用了复杂的加密方法，也可能存在被破解的风险。因此，在实际应用中，除了加密算法本身，还需要考虑数据的存储和传输安全，以及对加密解密过程的严格控制和监管。只有综合考虑这些因素，才能真正保障数据的安全性和完整性。
总的来说，将通道组合、洗牌和替换应用于加密过程是一种有效的方法，可以增强数据的安全性。然而，在实际应用中需要谨慎对待，确保加密算法的安全性和可靠性，以及对加密数据的全面保护。只有这样，才能真正实现数据的安全加密和保护。
部分代码
% Realevant video
% https://www.youtube.com/watch?v=_mNyanDTDvw
% The SIPI database
% https://sipi.usc.edu/database/
% The following papers can be used as references for chaos based encryption
% https://dergipark.org.tr/en/pub/chaos/issue/54264/756229
% https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-92166-8_7
% https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9396395
% The following code displays the histograms of a plaintext image, its
% shuffled version, and its encrypted one.
% The histogram’s variance is also computed
% See the references above on
% information for chaos based encryption.
clear
plaintext=imread(’plaintext_rgb.png’);
shuffled=imread(’shuffled_rgb.png’);
ciphertext=imread(’ciphertext_rgb.png’);
% Display Images
figure
subplot(1,3,1)
box on
imshow(plaintext)
title(’Plaintext Image’)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
subplot(
1
,
3
,
2
)
imshow(shuffled)
title(
’Shuffled Image’
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
box
on
subplot(
1
,
3
,
3
)
imshow(ciphertext)
title(
’Encrypted Image’
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
box
on
% Display their Histograms
%
In
the encryption process, we
first
combine
all
three channels
and
then
perform
% shuffling
and
substitution. So the histograms
of
the shuffled channels
%
are
not
the same
to
the original ones (
in
contrast
to
the grayscale
case
)
[R,G,B] = imsplit(plaintext);
[Rshuf,Gshuf,Bshuf] = imsplit(shuffled);
[Renc,Genc,Benc] = imsplit(ciphertext);
figure(2)
subplot(3,3,1)
hold all
histogram(R,256,FaceColor="r",EdgeColor="none")
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
title(
’Plaintext Image (R)’
)
box
on
subplot(
3
,
3
,
2
)
hold
all
histogram(G,
256
,FaceColor=
"g"
,EdgeColor=
"none"
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
title(
’Plaintext Image (G)’
)
box
on
subplot(
3
,
3
,
3
)
hold
all
histogram(B,
256
,FaceColor=
"b"
,EdgeColor=
"none"
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
box
on
title(
’Plaintext Image (B)’
)
subplot(
3
,
3
,
4
)
hold
all
histogram(Rshuf,
256
,FaceColor=
"r"
,EdgeColor=
"none"
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
title(
’Shuffled Image (R)’
)
box
on
subplot(
3
,
3
,
5
)
hold
all
histogram(Gshuf,
256
,FaceColor=
"g"
,EdgeColor=
"none"
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
title(
’Shuffled Image (G)’
)
box
on
subplot(
3
,
3
,
6
)
hold
all
histogram(Bshuf,
256
,FaceColor=
"b"
,EdgeColor=
"none"
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
box
on
title(
’Shuffled Image (B)’
)
subplot(
3
,
3
,
7
)
hold
all
histogram(Renc,
256
,FaceColor=
"r"
,EdgeColor=
"none"
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
title(
’Encrypted Image (R)’
)
box
on
subplot(
3
,
3
,
8
)
hold
all
histogram(Genc,
256
,FaceColor=
"g"
,EdgeColor=
"none"
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
title(
’Encrypted Image (G)’
)
box
on
subplot(
3
,
3
,
9
)
hold
all
histogram(Benc,
256
,FaceColor=
"b"
,EdgeColor=
"none"
)
set
(gca,
’fontsize’
,
10
)
set
(gca,
’fontweight’
,
’bold’
)
box
on
title(
’Encrypted Image (B)’
)
% histogram(R,
256
,binw)
%
compute
variance
of
histograms
counts = imhist(R);
disp(’Variance: Plaintext R’)
var(counts)
counts = imhist(G);
disp(’Variance: Plaintext G’)
var(counts)
counts = imhist(B);
disp(’Variance: Plaintext B’)
var(counts)
counts = imhist(Rshuf);
disp(’Variance: Shuffled R’)
var(counts)
counts = imhist(Gshuf);
disp(’Variance: Shuffled G’)
var(counts)
counts = imhist(Bshuf);
disp(’Variance: Shuffled B’)
var(counts)
counts = imhist(Renc);
disp(’Variance: Encrypted R’)
var(counts)
counts = imhist(Genc);
disp(’Variance: Encrypted G’)
var(counts)
counts = imhist(Benc);
disp(’Variance: Encrypted B’)
var(counts)
⛳️ 运行结果
参考文献
本 程序参考以下中文EI期刊，程 序注释清晰，干货满满 。
https://dergipark.org.tr/en/pub/chaos/issue/54264/756229
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-92166-8_7
https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9396395