admin 随着信息网络技术，特别是互联网的迅速发展，信息安全问题已引起人们的极大关注。密码是保障信息安全的核心技术，是网络环境下实现信息保护和安全认证的有效手段，在解决网络信息系统的身份认证、安全接入以及信息的保密性、完整性和不可否认性等方面发挥着特殊的不可替代的作用，有效地使用密码技术是网络安全风险控制的关键。目前加密技术研究与应用已经由政府、军事、外交等领域逐步走向社会，深入到经济、金融、商务、科技、文化、甚至个人领域，应用不断扩大电子商务、电子政务、网络通讯、金融保险、防伪识别、个人隐私等等都需要可靠的密码技术，公安军事、情报部门当然也期待着更实用、保险的加密和解密技术。
一、彩色光谱三维属性加密技术的关键
加密算法是用于加密和解密的数学函数（通常情况下有两个相关的函数一个用作加密，一个用作解密）。如果算法的保密性是基于保持算法的秘密，这种算法称为受限制的算法，这样的算法具有历史意义，但按现在的标准，它们的保密性已远远不够。大的或经常变换的用户组织不能使用它们，因为如果有一个用户离开这个组织，其他的用户就必须改换另外不同的算法。如果有人无意暴露了这个秘密，所有人都必须改变他们的算法。另外，受限制的密码算法不可能进行质量控制和标准化。每个用户组织必须有他们自己的唯一算法。这样的组织不可能采用流行的硬件或软件产品，因为窃密者可以买到这些流行产品并学习算法。于是用户不得不自己编写算法并予以实现，如果这个组织中没有好的密码学专家，那么他们就无法知道他们是否拥有安全的算法。
为了能够获得安全的密码算法和密钥，彩色图像信息加密技术则是根据色度学理论，将待传输或存储的彩色图像原文和用于加密或解密的彩色图像密钥在RGB颜色空间和xyz颜色空间间进行线性和非线性的定量变换，使颜色信息得以融容，形成外观无序内在有序的颜色组合，窃密者尽可观之，不可知之。
在计算机系统中，彩色图像中每一像素的颜色三刺激值通常用标准的红绿蓝RGB值表示。R-颜的红基色分且；G-绿基色分量；B-蓝基色分量，通常称之为RGB颜色空间。计算机RGB三个通道中的每一通道通常分为28即256个等级，因此，三个通道可组合成224即167兆种颜色。每组RGB值，在颜色空间中代表一个颜色；反之，颜色空间中的任何一个颜色，会有一组确定的RGB值与其对应。计算机系统中的颜色RGB值均为正值，不包括那些合有负值分量的颜色。
由于RGB颜色空间是与设备有关的颜色空间，有很多的不足，因此，国际照明委员会CIE建立了CIE 1931XYZ颜色空间，颜色用三刺激值XYZ表示每一颜色有确定的XYZ值，有确定的位置。
RGB颜色空间和XYZ颜色空间可以用下式进行彼此之间三刺激值的转换：
当然，上式可用矩阵形式表示，并可用逆矩阵形式表示xYZ向RGB的转换。其中矩阵的9个系数可以根据色度学知识进行标定。
明文彩色图像中某个像素的三刺激值为RiGiBi和XiYiZi，密钥彩色图像对应像素的三刺激值为RjGjBj和XjYjZj。根据色度学理论，在CIE色立体中，选择—种数学函数或数学处理方法，确定色度点XiYiZi和XjYjZj。转换对应的色度点XmYmZm，并根据(1)式的逆矩阵确定出密文该像素能RmGmBm对每一像素作不同的数学变换，获得整个彩色图像明文的加密密文彩色图像。
解密是加密的逆处理，也就是说，在色立体中，色度点XiYiZi和XjYjZj与XmYmZm是确定的一组，利用加密时使用的数学函数的逆变换，必然得到唯一的解XiYiZi，从而得到原始明文RiGiBi。
如果是隐型对称算法加密，则流程如下：分别为明文、密钥、密文和原始明文。
二、彩色光谱三维属性加密技术实现
彩色图像信息融容密码术课题是一种密码软件项目，因此，编写计算机加密解密软件和建立密钥彩色图像是本研究最重要的工作。彩色图像的图像格式有很多种，例如，BMP、JPEG、PCX、TJFF和PNG等等格式。由于BMP格式的彩色图像质量较好、图像采集存储相对来说不难，特别是BMP图像即位图使用的非常广泛，在很多图像处理软件中均有其存在，因此，本项目以编制BMP彩色图像密码术为主，其他格式的图像可以方便地通过已有的图像处理软件进行相互转换，得以加密和解密，实现信息的安全传输和存储。
加密和解密的软件框架图简介如图1。
至于彩色图像密钥，可以由信息传递双方约定随时生成，也可以建立彩色图像密钥库。私钥彩色图像也是由编制的计算机软件生成，每个私钥均可由不同的运算形式产生，因此，密钥的灵活性更确保了信息传输的安全型。公钥可以使用任何彩色图像，甚至包括从网络上下载的彩色图像，只要下载的图像相同即可。
三、彩色光谱三维属性加密技术的优势
根据色度学理论对彩色图像进行处理，我们已取得很多研究成果。这些处理方法和技术可以实现对彩色图像每一像素的颜色进行定量的控制和变换。无论是失真彩色还原矫正复现，还是假彩色增强处理识别，均能做到颜色的定量描述，并在此基础上，发展出彩色图像信息融容密码术。
1、加解密实时性
对1兆大小的彩色图像进行加密或解密仅需IS左右的时间。随着计算机软硬件的发展，本密码技术产品的加密和解密速度可以继续提高，甚至相当于实时化处理，有利于
保密信息的及时传递。
2、算法理论简单
它是利用色度学的理论，在颜色空间中进行线性和非线性的定量变换，使颜色信息得以融容，算法简单，但保密性强。
3、保密性强
基于颜色的三维属性对文本、图像文件加密，从密钥来说，是一幅彩色图像，图像中的每个像素的色度值均参与加密和解密，按目前8bit图像板计算，每个像素有16.7兆种可能的色度值而每幅彩色图像的像素是如此之多，所有可能组合的色度值总数已很难用数字表达。因此，令密码破译者即使用最好的计算机也无法用穷举攻击法破解。
4、公钥私钥、对称、非对称兼顾
加密解密过程均可运用公钥方法和私钥方法、运用对称算注或非对称算法，根据应用领域的要求，可灵活方便地选择相应的方法。
5、隐型显型兼顾
显型加密方法可使窃密者误解；避免对密文的篡改和破坏。
6、具有价格竞争优势
目前国际上已有加密技术产品销售和应用，但多为情报和军事服务，价格不菲。本加密技术产品的成本相对较低，只需简单的软件，一张光盘或软盘即可实现加密和解
密，不需要昂贵的硬件支持。
彩色图像信息融容密码术研究，目前属于对称加密技术，即加密和解密密钥相同，将来根据需要可发展成公开密钥密码技术。无论从算法，还是从密钥来说，彩色图像融容密码术完全区别于传统密码技术，并不需要复杂的数论方法，却可实现对黑白或彩色文本、图像的加密和解密，是—前新型的密码技术。它的特点可以使它具有良好的应用前景，一旦形成产品，将在信息安全传输存储等方面发挥作用。
小知识之彩色光谱
在光谱轮两端选择色彩时产生色彩对比往往会很强烈，相比较而言，相邻色阶的区别则不大，看起来会比较和谐。但在主体只包含因不同亮度和饱和度而形成的一种色调（红、浅红等不同饱和度组成的红色）时，图片的影响会有所不同，这称为单色图片，其吸引之处在于色彩因素的巧妙组合。色彩可让摄影师生成各种特殊的效果，在这方面，主观色彩混合比客观色彩再现会更多使用。
