基于混沌映射和雙隨機相位的圖像加密算法研究.pdf

1、信息安全已經成為信息化時代一個重要的研究課題,提高信息傳輸?shù)陌踩允乾F(xiàn)今不斷探索研究的目的。光學信息安全技術因其在信息處理中的并行性和快速性,被廣泛地應用于圖像加密當中。目前,已被提出的光學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合在一起以獲得安全性更高的加密方法。本論文在雙隨機相位編碼技術的基礎上,提出了幾種可以應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)對算法的安全性進行評估

2、,并在此基礎上嘗試進行算法改進工作。本論文的主要內容可簡要概括如下。
　　提出了一種基于Logistic混沌映射的彩色雙圖像加密算法。簡要地介紹了所使用的Logistic映射的基本概念,并對其特性進行了分析,分析了其在應用于圖像加密中的優(yōu)勢。結合仿射變換和離散余弦變換,實現(xiàn)了對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)計攻擊,對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)值模擬了其對圖像的壓縮處理。采用DCT將四幅圖像編碼到一幅圖像當中,再進行仿射變換。仿射變換中的相位角矩陣由Logistic映射生成,映射初始值由隨機函數(shù)生成。相比于隨機相位掩模板來說,該相位角矩陣僅需兩個可知的沒有相關性的實數(shù)來生成,在進行密鑰傳輸時,可以通過兩個通道進行獨立地傳輸,提高了密鑰傳輸?shù)陌踩?。將得到的圖像放入雙隨機相位編碼系統(tǒng)中的輸入平面,在輸出平面獲得最終的加密圖像。數(shù)值模擬驗證了

4、該算法的可行性。采用相關系數(shù)和均方誤差函數(shù)對加密效果進行分析,加密圖像相鄰像素間的相關性很弱,對各種攻擊的抵抗力強,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,并被隨機相位掩模置亂后放入加密系統(tǒng)的輸入平面,結合Logistic映射和分數(shù)傅里葉變換實現(xiàn)多幅圖像的加密。加密系統(tǒng)中只需要一個透鏡,降低了系統(tǒng)搭建的復雜度。并且在加密過程中會生成私人密鑰,每個私人密鑰只能解密出一幅圖像。數(shù)值模擬證明