ZUC算法（祖沖之算法）是我國第一個成為國際密碼標準的密碼算法，是中國科學院數(shù)據(jù)保護和通信安全研究中心自主設計的加密算法，現(xiàn)在已被3GP確定為LTE的國際標準。ZUC算法成為繼美國的個高級加密標準AES和歐洲的SNOW 3C之外的第三套加密標準核心算法。

因為軍事通信安全以及網(wǎng)絡安全的需要，對通信傳輸?shù)臄?shù)字圖像進行加密顯得尤為重要。對數(shù)字圖像進行加密，最直接的思路就是將數(shù)字圖像的明文數(shù)據(jù)流與偽隨機序列進行異或操作，接收端收到的密文再和同樣的偽隨機序列進行異或操作既可得到原數(shù)字圖像。ZUC是一個同步流密碼算法，是3GPP機密性算法和EEA3和完整性算法EIA3的核心，作用在于產(chǎn)生用于加解密的密鑰。發(fā)送端加密過程為：將ZUC產(chǎn)生的密鑰和輸入的明文按位異或；接收端的解密過程為輸入的密文與上述加密過程相同的密鑰按位異或，即可實現(xiàn)解密。ZUC的加密解密過程中發(fā)送與接收端具有相同的ZUC算法產(chǎn)生的密鑰，才能保證加解密的正確性，即要求ZUC算法輸入控制的控制字一致。由于ZUC算法每一個周期可以產(chǎn)生一個32bit的密鑰，很好的滿足了數(shù)字圖像加密實時快速的要求，非常適合用作數(shù)字圖像加密。

加密、解密模塊根據(jù)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的輸入率來控制ZUC密鑰生成模塊產(chǎn)生32bit密鑰的速率，以實現(xiàn)流式處理。輸入圖像數(shù)據(jù)與密鑰進行異或即實現(xiàn)了加解密。加解密過程中，數(shù)字圖像數(shù)據(jù)將按照1bit的數(shù)據(jù)流串行輸入。因為ZUC算法每一個周期可以產(chǎn)生一個32bit的密鑰，所以ZUC算法產(chǎn)生的密鑰的速率為輸入圖像比特流速率的1/32，進而實現(xiàn)流式處理。對輸入的圖像數(shù)據(jù)進行異或，從而實現(xiàn)對數(shù)字圖像的加密。

ZUC的高安全性、加解密的簡便性流式密鑰產(chǎn)生的快速實時性以及其軟硬件的低復雜度，都保證了ZUC加密算法對圖像進行加解密的良好效果。

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