高维安全算术编码方法技术

本发明专利技术提出了一种高维安全算术编码方法，该方法为能够快速的执行压缩和加密过程，能够在保证原始信息压缩率的同时，提供较高的安全性机制。原始的算术编码方法依赖于一维的线段收缩过程，本发明专利技术将编码过程扩展到了N维空间中。在更高的维度上，通过引入非线性系统密码算法，使得算术编码在保持高压缩率的前提下，提供了额外的信息安全性机制。该方法具有加密效果好，效率高，压缩性好等特点。能够应用于实时信息的传输过程。

High dimensional security arithmetic coding method

The invention proposes a high-dimensional secure arithmetic coding method, which is able to execute the compression and encryption process quickly, and can provide higher security mechanism while ensuring the compression rate of the original information. The original arithmetic coding method relies on one dimensional line segment contraction process, and the invention extends the encoding process to the N dimensional space. In the higher dimension, by introducing nonlinear system cryptography algorithm, arithmetic coding provides additional information security mechanism under the premise of keeping high compression rate. The method has the advantages of good encryption effect, high efficiency and good compression. It can be applied to the transmission of real time information.

【技术实现步骤摘要】
高维安全算术编码方法
本专利技术属于信息安全、多媒体信息编码以及多媒体数据压缩
，具体涉及到基于高维度的安全算数编码方法。
技术介绍
算术编码作为熵编码的一种，被广泛的应用于各类信息压缩算法当中。例如算术编码已经应用于H.264视频编码标准和JPEG2000静态图像编码标准中。然而，原始的算术编码虽然能够提供较高的压缩率，但是不能有效的对信息进行保护。混沌系统近年来被广泛应用于信息安全算法的设计当中，基于混沌系统的数字图像加密技术、视频加密技术、以及二进制加密技术得到了长足的发展。算数编码的编码过程依赖于基于概率模型的一维线段的收缩过程。本专利技术中，为了解决信息安全问题，首先将算术编码的编码过程扩展到高维空间(而不是原始的一维线段)，并在此基础上在高维编码空间中引入混沌密码学，使得新的高维安全叔叔编码能够在保证压缩率的前提下，能够提供对原始信息的保护机制。
技术实现思路
原始的算术编码过程仅考虑了压缩率的问题，而忽略了信息安全问题。本专利技术旨在为算术编码压缩算法提供安全性机制。并且使得多种利用算术编码的多媒体压缩标准提供安全编码的能力。本方法在传统的算数编码基础上进行了改进。传本文档来自技高网...

【技术保护点】
高维安全算术编码方法，其特征在于，包括步骤如下：Step1，依次读取一维数组中每个元素；利用伪随机数生成器结合分割算法将一维数组中的元素分配到N维空间，即分割成N个部分；Step2，通过压缩算法对分割出的每一部分执行压缩编码；所述的压缩编码为自适应算数编码、静态算数编码、哈夫曼编码中的一种；对于每一部分的数据，统计其各个字符的出现次数，得数据的概率模型，并利用此概率模型进行静态算数编码，得到每部分的编码数据；保存概率模型并传输给解码方；Step3，通过合并算法将各部分压缩编码的结果合并到一维数组中；并记录下各部分的长度；Step4，通过加密算法对一维数组中的数据进一步加密，所述的加密算法为置乱...

【技术特征摘要】
1.高维安全算术编码方法，其特征在于，包括步骤如下：Step1，依次读取一维数组中每个元素；利用伪随机数生成器结合分割算法将一维数组中的元素分配到N维空间，即分割成N个部分；Step2，通过压缩算法对分割出的每一部分执行压缩编码；所述的压缩编码为自适应算数编码、静态算数编码、哈夫曼编码中的一种；对于每一部分的数据，统计其各个字符的出现次数，得数据的概率模型，并利用此概率模型进行静态算数编码，得到每部分的编码数据；保存概率模型并传输给解码方；Step3，通过合并算法将各部分压缩编码的结果合并到一维数组中；并记录下各部分的长度；Step4，通过加密算法对一维数组中的数据进一步加密，所述的加密算法为置乱、扩散或者置乱加扩散的方法中的一种。2.根据权利要求1所述的高维安全算术编码方法，其特征在于，所述Step4中利用伪随机数生成器，再对Step3产生的一维数组中的数据进行加密操作。3.根据权利要求1或2所述的高维安全算术编码方法，其特征在于，所述的伪随机数生成器为Logistic系统。4.根据权利要求3所述的高维安全算术编码方法，其特征在于，Step1将待压缩编码的数据读入一维数组；Step2利用Logistic系统(xi+1＝μxi(1-xi))，将一维数组中的数据随机分为三个部分，其详细步骤如下：1)依次读取一维数组中每个元素ai；2)利用Logistic系统递推产生x...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，张伟豪，朱志良，于海，赵玉丽，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21