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(jīng)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(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)對算法的安全性進行評估

2、,并在此基礎(chǔ)上嘗試進行算法改進工作。本論文的主要內(nèi)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(yīng)用于圖像加密中的優(yōu)勢。結(jié)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(dāng)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(guān)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(guān)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(guān)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(jié)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(fù)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