基于混沌映射和雙隨機(jī)相位的圖像加密算法研究.pdf

1、信息安全已經(jīng)成為信息化時(shí)代一個(gè)重要的研究課題,提高信息傳輸?shù)陌踩允乾F(xiàn)今不斷探索研究的目的。光學(xué)信息安全技術(shù)因其在信息處理中的并行性和快速性,被廣泛地應(yīng)用于圖像加密當(dāng)中。目前,已被提出的光學(xué)圖像加密的算法有很多,根據(jù)不同的需要可以選擇不同的加密方法,或者將幾種不同的加密算法結(jié)合在一起以獲得安全性更高的加密方法。本論文在雙隨機(jī)相位編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了幾種可以應(yīng)用于灰度圖像和彩色圖像加密的新型算法,引入均方誤差函數(shù)對(duì)算法的安全性進(jìn)行評(píng)估

2、,并在此基礎(chǔ)上嘗試進(jìn)行算法改進(jìn)工作。本論文的主要內(nèi)容可簡(jiǎn)要概括如下。
　　提出了一種基于Logistic混沌映射的彩色雙圖像加密算法。簡(jiǎn)要地介紹了所使用的Logistic映射的基本概念,并對(duì)其特性進(jìn)行了分析,分析了其在應(yīng)用于圖像加密中的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合仿射變換和離散余弦變換,實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩幅彩色圖像的加密。該算法的密鑰空間很大,能夠抵抗統(tǒng)計(jì)攻擊,對(duì)噪聲攻擊和裁剪攻擊都具有較好的抵抗能力,安全性較高。
　　提出了一種基于雙隨機(jī)相位編碼的

3、圖像加密算法。先介紹了DCT的特性,數(shù)值模擬了其對(duì)圖像的壓縮處理。采用DCT將四幅圖像編碼到一幅圖像當(dāng)中,再進(jìn)行仿射變換。仿射變換中的相位角矩陣由Logistic映射生成,映射初始值由隨機(jī)函數(shù)生成。相比于隨機(jī)相位掩模板來(lái)說(shuō),該相位角矩陣僅需兩個(gè)可知的沒(méi)有相關(guān)性的實(shí)數(shù)來(lái)生成,在進(jìn)行密鑰傳輸時(shí),可以通過(guò)兩個(gè)通道進(jìn)行獨(dú)立地傳輸,提高了密鑰傳輸?shù)陌踩浴⒌玫降膱D像放入雙隨機(jī)相位編碼系統(tǒng)中的輸入平面,在輸出平面獲得最終的加密圖像。數(shù)值模擬驗(yàn)證了

4、該算法的可行性。采用相關(guān)系數(shù)和均方誤差函數(shù)對(duì)加密效果進(jìn)行分析,加密圖像相鄰像素間的相關(guān)性很弱,對(duì)各種攻擊的抵抗力強(qiáng),安全性高。
　　提出了一種基于純相位的多圖像加密算法。將待加密的圖像均編碼為相位信息,并被隨機(jī)相位掩模置亂后放入加密系統(tǒng)的輸入平面,結(jié)合Logistic映射和分?jǐn)?shù)傅里葉變換實(shí)現(xiàn)多幅圖像的加密。加密系統(tǒng)中只需要一個(gè)透鏡,降低了系統(tǒng)搭建的復(fù)雜度。并且在加密過(guò)程中會(huì)生成私人密鑰,每個(gè)私人密鑰只能解密出一幅圖像。數(shù)值模擬證明