数字图像置乱技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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邵利平 著

图书标签:

• 数字图像处理
• 图像安全
• 置乱技术
• 加密算法
• 信息隐藏
• 混沌系统
• 图像加密
• 数据安全
• 计算机视觉
• 图像处理

店铺： 智博天恒图书专营店

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030477767

商品编码：29370823877

包装：平装

出版时间：2017-11-01

图书基本信息
图书名称	数字图像置乱技术
作者	邵利平
定价	98.00元
出版社	科学出版社有限责任公司
ISBN	9787030477767
出版日期	2017-11-01
字数
页码
版次	31
装帧	平装
开本
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书主要介绍作者在数字图像置乱领域所取得的独创性研究成果，包括雪崩图像置乱变换、基于矩阵变换的置乱逆问题求解、2维双尺度矩形映射、基于多尺度三角映射的变尺度置乱、迷宫置乱以及改进Tangram方法的图像置乱方法。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

数字图像置乱技术 前言 在信息时代，数字图像已成为信息传播、科学研究、艺术创作乃至日常生活不可或缺的一部分。然而，数字图像的易复制性、易篡改性以及在网络传输过程中潜在的泄露风险，使得对图像数据的安全性和隐私保护提出了严峻的挑战。尤其是在军事、医疗、金融等对信息安全要求极高的领域，对图像数据的加密和防篡改至关重要。 长期以来，密码学研究为信息安全提供了坚实的理论基础和技术支撑。然而，传统的基于代数运算的加密算法，如RSA、AES等，虽然在文本加密方面表现出色，但在处理大规模、高维度的数字图像数据时，其计算效率和存储开销往往成为瓶颈。图像数据本身具有冗余性高、像素之间存在很强相关性等特点，直接套用文本加密算法会造成性能上的损失。因此，如何设计出高效、安全、适用于数字图像的加密和保护技术，成为了一个亟待解决的问题。 “数字图像置乱技术”一书，正是在这样的背景下应运而生。本书并非探讨图像的模糊处理、色彩增强、细节锐化等图像处理领域的经典问题，也非聚焦于图像的生成、识别或特征提取等人工智能的热点方向。相反，本书将目光投向一个更为基础但至关重要的环节：如何通过数学变换和算法设计，在不损失图像原始信息的情况下，对其内容进行重排组合，从而达到保护图像数据安全、防止非法访问和篡改的目的。 本书的核心在于“置乱”，即对图像的像素或数据进行非线性、不可逆的重新排列。这种置乱操作旨在打破图像数据原有的空间顺序和统计规律，使得即使数据被截获，也无法直接识别出原始图像内容。同时，置乱操作必须是可逆的，即拥有合法的密钥才能恢复出原始图像，从而保证了图像数据的可用性。 本书内容概览 本书将从数字图像的基本特性出发，系统地阐述各种数字图像置乱技术的核心思想、数学原理、算法实现以及性能评估。内容涵盖以下几个主要方面： 第一部分：数字图像基础与安全需求分析 在深入探讨置乱技术之前，本书将首先回顾数字图像的基本表示方法，包括像素、灰度、颜色空间、图像格式等。理解图像数据的底层结构，是设计有效置乱算法的基础。 接着，本书将详细分析数字图像在不同应用场景下面临的安全威胁，包括： 非法访问与泄露： 图像在传输、存储过程中可能被窃听或盗取，导致敏感信息暴露。 内容篡改与伪造： 图像内容可能被恶意修改，用于欺骗、诽谤或误导。 版权侵犯： 未经授权的复制和传播，损害了图像创作者的合法权益。 隐私泄露： 包含个人隐私信息的图像，如果保护不当，可能导致严重后果。 通过对这些安全需求的深入分析，本书将为后续的置乱技术设计和应用提供明确的方向和依据。 第二部分：基于像素排列的置乱技术 这是本书的核心章节之一。像素排列置乱是最直观、最基础的置乱方法，其原理是通过对图像的像素位置进行数学变换，实现像素在空间上的重新分布。 置乱模式设计： 本节将介绍各种经典的像素排列置乱算法，例如： 线性置乱： 基于行、列的简单置换，易于实现但安全性较低。 循环置乱： 将像素进行周期性的循环移动。 混沌映射置乱： 利用混沌系统的伪随机性生成置乱序列，具有良好的伪随机性和雪崩效应。我们将深入探讨Logistic映射、Lorenz系统等在图像置乱中的应用，以及如何设计高效的混沌置乱算法。 S-盒置乱： 借鉴分组密码中的S-盒概念，设计非线性的像素替换和排列组合。 分块置乱： 将图像分割成小块，对块进行置乱，或者在块内部进行置乱。 置乱密钥生成与管理： 讨论如何生成安全且富有变化的置乱密钥，以及密钥的长度、复杂度和管理策略。 置乱算法的评价指标： 介绍评估置乱效果的常用指标，如信息熵、相邻像素相关性、直方图均匀度、雪崩效应等，并给出相应的计算方法。 第三部分：基于像素值变换的置乱技术 与像素排列置乱不同，像素值变换置乱并不改变像素在空间上的位置，而是通过数学变换改变像素的数值。 线性变换： 例如，对像素值进行加减、乘除、模运算等。 非线性变换： 引入非线性函数，如指数函数、对数函数、三角函数等，增加变换的复杂性。 差分运算： 基于像素值之间的差异进行变换，以消除像素之间的相关性。 比特级置乱： 将像素值拆分成比特序列，对比特序列进行置乱。 与像素排列结合的混合置乱： 探讨如何将像素值变换与像素排列相结合，以增强置乱的整体安全性。 第四部分：高级置乱技术与混合模型 为了应对日益增长的安全需求，本书将进一步探讨更高级的置乱技术和集成模型。 密钥流生成器（KGS）的应用： 详细介绍如何利用各种密钥流生成器（如线性反馈移位寄存器LFSR、更复杂的非线性序列生成器等）生成伪随机序列，并将其用于像素值或位置的置乱。 分层置乱： 采用多轮置乱，每一轮使用不同的置乱算法或密钥，逐步提高置乱的复杂度。 自适应置乱： 根据图像内容的统计特性，动态调整置乱算法和参数，以达到最优的置乱效果。 压缩域置乱： 针对已经压缩的图像数据，设计高效的置乱算法，以减少计算量和存储开销。 嵌入式置乱： 将置乱算法集成到图像文件中，使其具有一定的自保护能力。 第五部分：置乱技术的性能分析与安全评估 本部分将聚焦于如何全面评估置乱技术的性能和安全性。 效率分析： 讨论不同置乱算法的计算复杂度、时间复杂度、空间复杂度，以及在不同硬件平台上的实际运行效率。 安全性分析： 统计攻击： 分析置乱后的图像在直方图、相邻像素相关性等方面是否能有效抵抗统计分析。 差分攻击： 评估少量明文（或部分图像）的变化是否会导致密文（置乱后的图像）发生显著变化（雪崩效应）。 已知明文攻击、选择明文攻击： 探讨在已知部分明文或能够选择明文的情况下，置乱算法的安全性。 暴力破解： 分析密钥空间的大小，以及抵抗暴力破解的能力。 图像质量评估： 尽管置乱的目标不是改变图像内容，但在实际应用中，置乱操作也可能对图像质量产生微小的影响（例如，某些置乱算法可能引入伪影）。本书将讨论如何量化评估置乱过程对图像视觉质量的影响，并提出优化方法。 第六部分：置乱技术的应用实例与发展趋势 本书的最后部分将结合实际应用，展示数字图像置乱技术的价值。 数字水印与版权保护： 如何利用置乱技术将水印信息嵌入图像，同时保证水印的不可见性和鲁棒性。 隐私保护： 在社交网络、医疗影像等领域，如何通过置乱技术保护用户的隐私。 安全通信： 在图像通信系统中，如何利用置乱技术对图像进行加密，确保传输过程中的信息安全。 医疗影像安全： 针对X光片、CT、MRI等医疗影像，探讨其置乱技术的特殊需求和解决方案。 未来发展趋势： 展望数字图像置乱技术在人工智能、区块链等新兴技术驱动下的发展方向，例如结合深度学习进行置乱，或者将置乱与同态加密等技术相结合，实现更高级别的安全保障。 本书特点 理论与实践并重： 本书不仅深入阐述了置乱技术的理论基础和数学原理，还提供了大量的算法伪代码和实现思路，方便读者进行实践。 系统全面： 覆盖了从基础理论到高级应用的各个层面，力求为读者提供一个完整的知识体系。 面向读者： 本书适合于计算机科学、信息安全、电子工程等领域的学生、研究人员以及对数字图像安全感兴趣的工程师和技术爱好者。 避免泛泛而谈： 本书将专注于“置乱”这一核心技术，避免涉及与此主题无关的图像处理、人工智能或通用密码学内容，确保内容的聚焦性和深度。 “数字图像置乱技术”一书，旨在为读者打开一扇通往数字图像安全保护领域的大门，通过深入理解和掌握置乱技术的精髓，为构建更安全的数字世界贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我拿起《数字图像置乱技术》时，主要目的是想找一套成熟的图像保护方案。这本书没有让我失望，它提供了一套完整的评估体系。作者构建了一个多维度的置乱效果评价框架，从像素级差异（如NPCR, UACI）到统计特征分析，再到信息熵的度量，每一个环节都量化得非常到位。这使得读者在比较不同的置乱技术时，有了一个统一、客观的参照标准，避免了以往那种“感觉安全”的主观判断。书中对置乱技术在不同图像类型（如医学影像、卫星遥感图）上的适用性差异也做了探讨，这体现了作者处理问题的细致入微。我特别喜欢它对“加密与置乱的结合”的讨论，清晰地阐述了置乱作为预处理步骤的必要性，以及如何与传统加密算法协同工作以达到最优安全效果。这本书的贡献在于，它将一套原本零散的知识点系统化地整合了起来，构建了一个严谨的学科图景。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我抱着一种学习新技能的心态开始阅读这本《数字图像置乱技术》，但很快就被它那种务实到近乎“手把手教学”的风格所吸引。这本书的行文流畅，结构清晰，即便是初学者也能顺藤摸瓜地理解那些复杂的置乱流程。我印象最深的是关于“多级置乱结构设计”的那部分，它没有生硬地堆砌公式，而是用一个生动的例子，将不同层级的置乱操作如何协同工作以达到更高的安全性进行了细致的拆解。阅读过程中，我感觉自己像是在跟着一位经验丰富的老工程师学习，他不仅教你怎么做，更重要的是解释了“为什么”要这么做。书中对常用置乱算法（如Arnold置乱、Baker Map等）的改进和优化思路探讨得相当深入，指出了一些常见实现的潜在缺陷并给出了规避方法。这本书的实用性极强，随书附带的资源包（尽管我这里是电子版，但文字描述中提到了这些）对快速验证算法效果非常有帮助。对于想快速掌握图像加密核心技术的读者来说，这本书的实践指导价值无可替代。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的评价是：它更像是一本面向研究生的“进阶手册”，而非入门读物。虽然它的技术深度令人敬佩，但对于完全没有信号处理或密码学基础的读者来说，可能需要付出额外的努力去啃读前置知识。书中对有限域和群论在置乱中的应用阐述得非常精炼，这无疑提升了整体的理论高度，但同时也提高了阅读门槛。我尤其关注了其中关于“抗差分攻击的置乱方案”的论述，作者提出的基于自适应参数调整的置乱机制，展现了作者对现代密码学攻击手法的深刻理解。这本书的排版和图示处理也值得称赞，复杂的置乱流程图清晰明了，大大降低了理解抽象概念的难度。然而，我期望书中能有更多关于软件实现上的性能瓶颈分析，例如在GPU加速环境下的优化技巧，这方面的内容略显不足，或许是作者将重点放在了理论创新上。总的来说，这是一本能显著提升专业读者水平的深度专著。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字图像置乱技术》简直是信息安全领域的饕餮盛宴！我原本对图像处理和加密只有些许了解，但读完这本书后，感觉自己的知识体系被彻底重塑了。它不仅仅是罗列了各种置乱算法，更是深入剖析了置乱背后的数学原理和信息论基础。比如，书中对混沌系统的应用讲解得极其透彻，让我明白了为什么某些置乱方法在抗攻击方面表现得如此出色。作者并没有停留在理论层面，而是提供了大量的伪代码和实际案例分析，这对于希望将理论付诸实践的工程师来说，简直是如获至宝。我特别欣赏作者在描述算法复杂度时的严谨性，对比了不同置乱策略在计算效率和安全性上的权衡，这在实际工程项目中是至关重要的决策依据。尤其是关于循环置乱和类随机置乱的章节，作者的对比分析非常到位，让我对如何根据具体需求选择最优置乱策略有了更清晰的认识。总而言之，这本书的深度和广度都远超我的预期，绝对是数字图像安全领域一本不可多得的权威著作。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的阅读体验是充满挑战但极具收获的。它在深入挖掘置乱技术的同时，还扩展到了更广阔的领域，例如与量子计算抗性密码学的初步结合方向的探讨。书中有一章专门讨论了传统置乱算法在面对未来潜在的量子攻击时的脆弱性，并展望了一些基于格的置乱方案的初步构想，这让我对这项技术的前沿发展有了全新的认识。作者的文笔带有浓厚的学术气息，尤其是在论证某一置乱策略的优越性时，逻辑链条非常严密，充满了说服力。我感觉自己不是在读一本技术手册，而是在跟随一位大师进行思想的深度交流。书中对置乱过程中的“信息泄露点”分析得极为犀利，指出了很多教科书中不会提及的隐蔽漏洞。如果说有什么美中不足，那就是某些高级主题的推导过程略显跳跃，需要读者具备较强的自学能力去填补空白。但瑕不掩瑜，这本书绝对是值得反复研读的经典之作。