基于混沌的虛擬光學(xué)圖像加密關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著通信和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信息被廣泛的應(yīng)用到各個社會領(lǐng)域中。正因如此，人們迫切地需要安全、可靠、高效的信息安全技術(shù)。而光學(xué)信息安全技術(shù)因其具有大容量、高速并行、多維度等天然優(yōu)勢，成為了信息安全領(lǐng)域的研究熱點。同時，數(shù)字圖像由于具有直觀、形象和生動等特點，成為了最重要的信息表達形式之一。因此，對基于光學(xué)理論與方法的圖像加密技術(shù)的研究具有很高的理論和現(xiàn)實意義。
　　論文對幾類典型的虛擬光學(xué)加密技術(shù)進行了分析研究，并以

2、混沌理論為基礎(chǔ)，提出了新的光學(xué)圖像加密方案。論文的主要工作及貢獻概括如下：
　?。?）在深入分析虛擬光學(xué)成像系統(tǒng)安全性的基礎(chǔ)上，提出了基于混沌的改進加密算法。引入混沌系統(tǒng)來構(gòu)建隨機模板，對混沌系統(tǒng)的選取和混沌輸出序列的預(yù)處理進行了討論。借助于混沌系統(tǒng)的非線性、偽隨機、初值高度敏感等特性提高算法的安全性。并且在虛擬環(huán)境下對明文和隨機模板在透鏡前的干涉過程引入權(quán)重因子?，進一步提高算法對密鑰的敏感性。理論分析和數(shù)值仿真表明，結(jié)合混沌后

3、的加密系統(tǒng)具有較高的安全性。
　　（2）針對虛擬光學(xué)成像系統(tǒng)中密文對明文不敏感的問題，提出了基于混沌的安全增強型虛擬光學(xué)成像加密算法。提出的算法借助混沌系統(tǒng)的初值敏感性，通過與明文相關(guān)的密鑰設(shè)計克服了原算法中密文對明文不敏感的缺陷，使得明密文之間具有“雪崩效應(yīng)”，能夠抵御選擇明文和已知明文攻擊。仿真實驗從統(tǒng)計分析、相關(guān)性分析和密鑰敏感性測試等方面驗證了提出的算法具有較小的密鑰體積、較大的密鑰空間和高度的密鑰敏感性。
　　（3

4、）針對菲涅耳域的雙隨機相位編碼算法，提出了基于混沌的改進算法。該系統(tǒng)通過預(yù)先將原圖像編碼為相位信息，在雙隨機相位編碼模塊后基于復(fù)值圖像振幅及相位替代的再次加密，和引入三種不同的混沌系統(tǒng)來生成所需要的隨機模板等改變，使得算法對密鑰更加敏感，密文分布更為均勻。仿真實驗對算法進行了有效性分析、統(tǒng)計分析以及密鑰敏感性測試，結(jié)果表明改進的算法有效提的升了原算法的安全性。
　?。?）針對一些多圖像加密算法存在的縱向疊加串?dāng)_和系統(tǒng)容量較低等問題