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密码技术是网络与信息安全技术的核心。对于网络和通信安全来说，最重要的手段就是加密。目前广泛使用的密码体制中，根据数据加解密所使用的密钥的特点，主要分为两大类：一类是基于单密钥的对称密码体制，代表算法有DES和AES；另一类是基于双密钥的公钥密码体制，代表算法是RSA。但是这些算法都是对一维数据进行循环移位和置换等一系列处理，对于二维图像来说，首先将数字图像转化为一维的数据流，再用现代密码体制来进行加密。用这样的方法对图像数据进行加解密，效率必然比较低。因此，对于图像信息来说，传统的加密方法是不适合的。现代网络信息系统中，对信息的加解密技术提出了更高的要求。不但要保证信息的保密性、一致性，更要求有很高的实效性。对于加密技术的选择与研究，必须要从安全性与高效性两个方面考虑。
本文中，对图像进行基于Arnold变换的置乱处理，对变换次数以及分块方法上进行进一步改进。解决的关键问题有两方面：一是加解密算法的安全性与高效性的折衷，实验表明，Arnold变换经过较少的变换次数就可以得到较好的置乱效果，达到较均匀的分布性；同时，Arnold变换的计算复杂性不高，保证了运算处理的速度；而且Arnold变换具有周期性，且不同图像大小的变换周期可知，去乱过程(即图像复原过程)简单易实现。二是算法容错性能的考虑，算法中对图像先分块再加密，这样在传输过程中，如果遇到部分信息丢失或者被攻击的情况，不会导致整幅图像的无法还原，进一步提高了算法的容错性。
鉴于一般的图像置乱算法都存在两点不足：(1)要进行多次重复置乱，才能达到满意的置乱效果；(2)置乱变换的参数少，从而使得用于图像加密时的密钥量小，破解该算法的难度较低，即使引入混沌方法生成密钥，安全性也不能很好保证。
为了提高算法的安全性和高效性，文章中对基于Arnold变换的图像置乱算法进行了如下改进：(1)先对原始图像分块，再对各小块分别进行Arnold变换置乱；(2)对Arnold变换的次数进行最优化分析，选择最佳变换次数；(3)根据各小块图像中所含信息量的多少，设置保密级别，对子图像进行分级加密。