DES加密解密matlab实现 matlab加密算法作业

通过MATLAB中图像与数字化两篇博客，已经基本掌握了图像处理的一些基本操作，为了进一步提高对于图像的操作，本次进行一个图像处理的插曲，即图像加密的一些代码。

对于图像加密，一般是现将矩阵读取到MATLAB中，并以矩阵的形式存储，然后对这个矩阵进行操作，生成一个加密矩阵，然后再将这个加密矩阵以图片的形式输出，这样就完成了对于图像的加密。

一、首先介绍一种简单的加密方法：

首先将1.png文件读入MATLAB中，生成原始的img矩阵数据，然后在生成一个随机的加密矩阵，在通过循环，使img矩阵与加密矩阵进行求和，这样就生成了一个新的矩阵，再将原始矩阵输出。代码如下：

clc
clear
warning off
img=imread('1.png');%img代表原图像矩阵
img=double(img);
size1=size(img);
img_1=img(:);%img_1代表拉直后的图像矩阵
ps=[10,33,42,65,33,76,98];
xv=ps;
[x1,x2]=size(ps);
k=1;
while x2<1000
    p2=ps*3;
    ps=[ps p2];
    [x1,x2]=size(ps);
    k=k+1;
end
    
%password=randperm(6);
[m,n]=size(ps);%密码的长和宽
%for i=1:n
    %password(i)=password(i)^2+18;
%end
img_new=zeros(size(img));%新图像的矩阵
c1=zeros(size(img));
j=1;
for x=1:size1(1)
    for y=1:size1(2)
        for z=1:size1(3)
            img_new(x,y,z)=img(x,y,z)+ps(j);
            img_new(x,y,z)=mod(img_new(x,y,z),256);
            
            j=j+1;
            if(j==n)
                j=1;
                break
            end
        end
    end
end
img_last=uint8(img_new);
%img_last(1,1,1)
imwrite(img_last,'01.PNG');%存储出了问题。
%da=imread('2.jpg');
%da(1,1,1)
subplot(1,2,1)
imshow('1.png');
title('原图像');
subplot(1,2,2)
imshow(img_last)%显示图像的方法
title('加密后的图像');

运行结果如下：

由加密图像可以看出，该方法虽然加单，但加密的效果并不是特别的好，仍可以看出图像的大致轮廓，多余一些图片来说，效果更差，但该方法简单，代码易于理解，解密代码，只要将循环中的加上密钥矩阵改为减去密钥矩阵即可。代码如下：

clc
clear
warning off
img=imread('01.png');%img代表原图像矩阵
img=double(img);
size1=size(img);
img_1=img(:);%img_1代表拉直后的图像矩阵
ps=[10,33,42,65,33,76,98];
xv=ps;
[x1,x2]=size(ps);
k=1;
while x2<1000
    p2=ps*3;
    ps=[ps p2];
    [x1,x2]=size(ps);
    k=k+1;
end
    
%password=randperm(6);
[m,n]=size(ps);%密码的长和宽
%for i=1:n
    %password(i)=password(i)^2+18;
%end
img_new=zeros(size(img));%新图像的矩阵
c1=zeros(size(img));
j=1;
for x=1:size1(1)
    for y=1:size1(2)
        for z=1:size1(3)
            img_new(x,y,z)=img(x,y,z)-ps(j);
            img_new(x,y,z)=mod(img_new(x,y,z),256);
            
            j=j+1;
            if(j==n)
                j=1;
                break
            end
        end
    end
end
img_last=uint8(img_new);
%img_last(1,1,1)
imwrite(img_last,'001.png');%存储出了问题。
%da=imread('2.jpg');
%da(1,1,1)
subplot(1,2,1)
imshow('01.png');
title('原图像');
subplot(1,2,2)
imshow(img_last)%显示图像的方法
title('解密后的图像');

运行结果如下：

二、这种加密方式主要以将图片生成的矩阵中的行与行之间进行交换，或者是列与列之间进行交换

clc
clear 
close all
img = imread('1.png');
% figure;imshow(img)
% title('原图')
[M,N] = size(img);
Rm= randsample(M,M)';
Mchange = [1:1:M;Rm];
Rn = randsample(N,N)';
Nchange = [1:1:N;Rn];
%打乱行顺序
img (Mchange(1,:),:) = img (Mchange(2,:),:);
subplot(2,2,1)
imshow(img)
title('行加密后图像')
%打乱列顺序
img (:,Nchange(1,:)) = img (:,Nchange(2,:));
subplot(2,2,2)
imshow(img)
title('列加密后图像')
%列变换还原
img (:,Nchange(2,:)) = img (:,Nchange(1,:));
subplot(2,2,3)
imshow(img)
title('列解密后图像')
%行变换还原
img (Mchange(2,:),:) = img (Mchange(1,:),:);
subplot(2,2,4)
imshow(img)
title('解密后图像')

运行结果如下：

三、这种方法与前面相比，最大的特点是生成的密钥矩阵不同，这种方法加密效果较好，不易被，但是在解密的过程中存在很大的问题。代码如下：

clear
clc
close
G=imread('1.png');
G=rgb2gray(G);
[hang,lie]=size(G);
subplot(1,4,1);
imshow(G);
title('原图');
Gadd=fix(256*rand(hang,lie));
for i=1:hang
    for j=1:lie
        G1(i,j)=0.1*G(i,j)+0.9*Gadd(i,j);
    end
end
subplot(1,4,2);
% figure
imshow(G1);
title('置乱后的图像');
for i=1:hang
    for j=1:lie
        G2(i,j)=(G1(i,j)-0.9*Gadd(i,j))./0.1;
     end
end
subplot(1,4,3);
% figure
imshow(G2);
title('恢复后的图像');

运行结果：

综上这种简单的加密方法，要么加密不够彻底，要么易于破解，在这就是解密效果较差，因此，要想更好地对图像进行加密，应该采用高级算法，由于本人水平有限，因此不过多的设计，前两天在网上看到一个混沌加密的代码，于是我也仿照写了一个，但是直至现在也没有运行出来，因此在这里就不推荐了。