基于分?jǐn)?shù)哈特萊變換的圖像加密算法研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展使得人們能夠在互聯(lián)網(wǎng)提供的開(kāi)放式交流平臺(tái)上隨時(shí)隨地、不受限制地進(jìn)行信息的傳輸,人們之間的聯(lián)系越來(lái)越緊密,世界越變?cè)叫?社會(huì)進(jìn)入到了信息化時(shí)代。社會(huì)的信息化為人們帶來(lái)了許多的便利,但同時(shí)也存在著很多的安全隱患。目前,信息安全問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的課題,而圖像信息的安全問(wèn)題是信息安全問(wèn)題的重要組成部分。各種分?jǐn)?shù)階變換不斷被提出、改進(jìn)并應(yīng)用到光學(xué)信息處理和數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域。本論文主要介紹了分?jǐn)?shù)傅立葉變換和分?jǐn)?shù)哈特萊

2、變換。近年來(lái),一種重新定義的分?jǐn)?shù)哈特萊變換被提了出來(lái),該分?jǐn)?shù)階變換是分?jǐn)?shù)傅立葉變換的線性和,滿足周期性、階次可加性、可逆性、能量集中性等分?jǐn)?shù)傅立葉變換所具備的性質(zhì)。從廣義上講,重定義的分?jǐn)?shù)哈特萊變換是分?jǐn)?shù)傅立葉變換的一種推廣,對(duì)重定義分?jǐn)?shù)哈特萊變換的研究有利于促進(jìn)分?jǐn)?shù)傅立葉變換和圖像加密技術(shù)的發(fā)展。本文主要以重定義的分?jǐn)?shù)哈特萊變換為基礎(chǔ),將近年來(lái)被重新定義的分?jǐn)?shù)哈特萊變換和一些其他的技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)了兩種圖像加密方案。具體的研究工作如下

3、:
　　設(shè)計(jì)了一種在單通道上,結(jié)合復(fù)用技術(shù)、邏輯映射和分?jǐn)?shù)哈特萊變換的彩色圖像加密算法。利用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算將彩色圖像的紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道復(fù)用到了單個(gè)通道后,再對(duì)該單通道信息進(jìn)行了基于重定義分?jǐn)?shù)哈特萊變換的雙隨機(jī)相位編碼,以得到最后的加密密文。該單通道彩色圖像加密系統(tǒng)與傳統(tǒng)的三通道彩色圖像加密系統(tǒng)相比較,具有一定的迷惑作用。因?yàn)樵搯瓮ǖ啦噬珗D像加密算法的輸出結(jié)果是一幅灰度圖像和與其相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)唯相位密鑰而不是一幅彩色圖像。數(shù)值仿真和

4、理論分析結(jié)果表明,該加密算法的密鑰極其靈敏、密鑰空間比較大、安全性很好。
　　設(shè)計(jì)了一種基于分?jǐn)?shù)哈特萊變換和向量操作的單通道彩色圖像加密算法。原彩色圖像的G、B部分經(jīng)向量操作分別被轉(zhuǎn)化為唯相位信息?G和?B后,其R部分和新生成的兩個(gè)唯相位?G和?B,通過(guò)兩次分?jǐn)?shù)哈特萊變換和向量操作變換,得到一個(gè)幅度分布、一個(gè)相位分布和一個(gè)解密相位密鑰。新得到的幅度分布和一個(gè)隨機(jī)相位再次經(jīng)過(guò)分?jǐn)?shù)哈特萊變換后,為了進(jìn)一步提高該加密算法的安全性,變換結(jié)