10、图形加密图像的无密钥解密

图形加密图像的无密钥解密

1. 引言

在安全信息管理系统的设计与开发中，信息安全是可靠通信和敏感信息存储的重要问题。在当今数字世界，除其他信息形式外，数字图像也被现代社会广泛应用。为实现此类信息的安全，有扩频、隐写术和密码学等多种方法。

加密是利用加密密钥将原始图像转换为难以理解、看似随机像素网格的加密形式的过程。图像加密在战略通信、远程医疗、医学成像和多媒体系统等多个领域有广泛应用，用于安全管理视觉信息。与普通文本不同，由于大尺寸图像加密时间长，使用传统加密方案加密图像并非明智之举。而且，由于人类视觉感知能够容忍解密图像中的小误差，解密后的图像不必与原始图像完全相同。

图像加密方案可分为位置置换、数值变换和视觉变换三类。本文关注基于数值变换的加密方法，即通过在图像平面上以反转模式随机绘制线条来变换像素值，这种方法被称为图形加密方法。对这类加密方法进行密码分析，从加密图像中恢复原始信息，在拦截分析和评估加密方案安全性等应用中非常重要。

根据不同情况，密码分析中可考虑以下攻击方式：
1. 已知密文图像
2. 选择密文图像
3. 已知明文图像
4. 选择明文图像

从密码学角度看，为安全应用开发的加密方法不应受到这些攻击。

2. 图形加密

图形加密方法将待加密的计算机数据显示在计算机屏幕上，利用两个计算机功能：
1. 随机数生成
2. 在图像平面上的两点之间以反转模式绘制线条，笔的大小可以是 1×1、2×2 等。

在图形加密过程中，黑色像素变为白色，白色像素变为黑色。随机数生成器的种子是加密和解密所需的密钥，它生成一系列随机