摘 要

随着信息技术和网络技术的蓬勃发展，极大的加快了图像的获取、传播速度。BMP图像已经在我们的日常生活中以及国家安全部门得到了广泛的应用，它的安全性问题也随之受到了我们的重视。现在的加密算法在多级授权的问题上缺乏一些考虑，不能够实现全权限安全分发。所以，基于图像分级加密授权的研究具有必要性和强迫性。

本文在目前的图像的安全需求及现有的加密算法的不足，通过利用密码学和图像的编码技术，深入分析了BMP图像的语法结构特征，提出了基于图像的多权限安全分发的研究方法。

首先我们介绍了图像加密的研究背景，大致了解了图像加密技术的发展过程以及现在加密算法存在的一些不足的地方，然后简要的介绍了密码学的相关概念，以及密码学在图像加密中的应用。BMP图像的编码格式，提出了密文图像的视觉保密性客观算法，提出了多级授权算法，分析了客观密文图像的不可识别程度等。

随后我们给出了图像的多级授权的相关研究成果，以及多级加密以及分级解密的基本框架，了解了不同级别的三类关键信息，可以通过三种级别的密钥进行加密，形成的密文通过后续的码流返回到压缩码中。由低到高的三个等级数据加密密钥被应用于三个等级的关键信息加密，最后解密密钥和三个等级数据加密密钥被分配给三个等级用户完成多级授权。

最后，本论文分析了当前加密算法中的问题以及进一步研究的方向。本文“基于图像的多权限安全分发研究”是一种高效的安全的分级的图像加密方法。本论文通过提出分级机密授权的方法，可以实现图像的安全问题。特别是可控性和多级访问权限的问题。本论文的提出有利于图像在国家安全等领域的应用，更加促进了图像相关技术的普及。

关键词：分级加密，多权限安全分发，BMP图像, 位平面

Abstract

With the vigorous development of information technology and network technology. Greatly accelerated the image acquisition and transmission speed. Visual media has in our daily life as well as the nation security fields have been widely used. Its security problem has been brought to the attention of us. Now the encryption algorithm in the multilevel authorization of the lack of some considerations, not to achieve full access to secure distribution. So, it is necessary to study on the basis of the research of the image classification and encryption.

Deficiencies in the security needs of the current image and the existing encryption algorithm of this paper, through the use of cryptography and image coding technology, in-depth analysis of the grammar and structure feature of the BMP image, is proposed based on the method of distribution image security permissions.

First, we introduce the research background of image encryption, a general understanding of the image encryption technology, the development process and now the encryption algorithm has some deficiencies, briefly the relevant concepts of cryptography, and Cryptography in image encryption applications. BMP image coding format, put forward the objective algorithm of the visual security of the encrypted image, proposed a multilevel authorization algorithm, analysis of the objective of the image of the non recognition of the degree.

Then we give the image of the multilevel authorization of relevant research results, and multilevel encryption and decryption grading basic framework, to understand the different levels of three kinds of key information can be through three levels of encryption key and by subsequent stream returned to the compressed code. From low to high three level data encryption keys are applied to three levels of key information encryption, the last decryption key and the three level data encryption keys are assigned to the three level users complete multilevel authorization.

At last, this paper analyzes the problems in the current encryption algorithm and the direction of further research. In this paper, the research of multi access security based on image is an efficient and safe method for image encryption. In this paper, we propose a method of classified security authorization, which can realize the image security. Especially the problem of controllable and multilevel access. This paper is conducive to the application of image in the field of national security, and further promote the popularity of image related technology.

Key words: Hierarchical encryption, multiple access security distribution, BMP， bit plane

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第1 章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 图像多权限安全访问的发展现状及其存在的问题 1

第2章 图像加密的研究背景 3

2.1 BMP图像和它的安全问题 3

2.2 密码学的基本概念 3

2.3 图像加密法 4

2.3.1未压缩原始图像的加密 5

第3章 BMP图像的多级授权分析 7

3.1 基于图像的多级授权的可行性和必要性 7

3.1.1 可行性分析 7

3.1.2 必要性分析 7

3.2 基于图像的多权限安全分发 7

3.2.1多级授权加密的基本框架 8

第4章 基于BMP图像的多级授权的算法 10

4.1 图像多级权限的研究背景 10

4.1.1 图像具有的特殊性 10

4.1.2 图像加密算法的研究进程 10

4.1.3 图像多权限的安全分发的意义 11

4.2基于BMP图像的多权限安全分发 11

4.2.1 BMP图像分析 12

4.2.2 三个等级密钥推导关系 14

4.2.3 加密算法 14

4.2.4实验结果 15

4.2.5 过程性能的分析 16

第5章 全文总结与展望 18

5.1全文总结 18

5.2前景展望 18

致 谢 19

参考文献 20

附录 21

第1 章 绪论

1.1 引言

当今社会网络信息技术的迅速发展，为广泛利用和深度开发信息资源创造了前所未有的条件。也推动了图像通信和数字视频技术的全面发展。数字图像技术带来很多的方便的同时也带来了挑战。数字图像技术的发展信息科学,数学,生物学等越来来多的学科,并随着网络技术与信息获取技术的越发成熟图像与视频的只能处理已经成为社会发展和军事政治社会安全等国家重要事务的共性基础。信息已经慢慢成为了与能源和材料同等重要的资源。人的视觉是认知我们这个世界最为重要的手段之一，我们接收世间万物信息来源与我们的眼睛，包括了图像，文字，视频等。本文主要讨论图像作为研究对象。我暂且称其为BMP图像。随着信息技术和无线网络技术的飞速发展，BMP图像的应用也广泛起来，它的安全性问题成为近年来研究的热点问题。其中的安全问题已经成为国际上研究的热点问题。数字图像具有信息量大、语法结构性强,它的安全保密性和以往的普通二进制数据加密不同。数字图像的安全保密需要考虑加密速度、安全性、数字图像数据的语法和语义结构等诸多问题。

本论文“基于图像的多权限安全分发”研究的重点是提出图像的分级加密多权限授权的理论和方法。目的在于根据图像的编码结构特征，提出高效安全分级的加密方法，通过本论文实现图像的多权限安全分发加密。在保证安全的情况下同时满足BMP图像的传输和应用的需求，特别是访问权限和可控性等问题。