analysis of NPCR and UACI of Image

资 源 简 介

analysis of NPCR and UACI of Image

详 情 说 明

在图像加密领域，NPCR（Number of Pixels Change Rate）和UACI（Unified Average Changing Intensity）是两个核心的安全性能指标，用于量化加密算法对原始图像的混淆效果。

NPCR衡量的是加密前后图像像素值发生变化的比率。具体计算方式是统计两张图像（通常是原始图像与加密图像，或两幅不同密钥的加密图像）在相同位置像素值不同的数量占总像素数的百分比。理想的加密算法应使NPCR接近99.6%，表明即使微小的密钥变动也能导致全局像素级变化，体现算法对密钥的敏感性。

UACI则评估像素值变化的平均强度。它计算两张图像对应像素差的绝对值平均值，再归一化为百分比。典型的强加密算法UACI值应约33.4%，说明像素值不仅频繁变化（NPCR高），且变化幅度均匀分布，避免攻击者通过统计分析推测密钥。

实际应用时需注意： 测试需覆盖多组图像，包括平滑纹理和复杂纹理样本； 高NPCR和UACI值虽重要，但需结合其他指标（如信息熵）综合评估； 这两个指标对差分攻击的防御能力分析尤为重要。

例如在AES或混沌加密的图像方案验证中，NPCR/UACI测试能直观暴露算法弱点（如像素块效应）。研究者常通过调整S盒或扩散逻辑来优化这两个参数，使其更接近理想值。