雙隨機(jī)相位分?jǐn)?shù)傅里葉變換圖像加密系統(tǒng)安全性分析方法.pdf

1、圖像加密是信息安全的一個(gè)重要組成部分。變換加密特別是分?jǐn)?shù)傅里葉變換加密是保證圖像信息安全的一種典型手段。分?jǐn)?shù)傅里葉變換和隨機(jī)相位編碼的結(jié)合是一種有效的提高圖像加密系統(tǒng)安全性的方法，其中最具典型性的就是雙隨機(jī)相位分?jǐn)?shù)傅里葉變換圖像加密系統(tǒng)。
　　本文建立了雙隨機(jī)相位分?jǐn)?shù)傅里葉變換圖像加密系統(tǒng)的安全性分析方法。主要從三個(gè)方面對(duì)該加密系統(tǒng)的安全性進(jìn)行了分析和論證。首先，分析和證明了該加密系統(tǒng)具有如下四重隨機(jī)性，第一，明文圖像經(jīng)該圖像加密

2、系統(tǒng)加密，所得密文圖像上任意兩個(gè)像素點(diǎn)上的灰度值是統(tǒng)計(jì)不相關(guān)的隨機(jī)變量；第二，任何明文圖像經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次該圖像加密系統(tǒng)加密，所得密文圖像是統(tǒng)計(jì)不相關(guān)的；第三，不同明文圖像經(jīng)該圖像加密系統(tǒng)加密，所得密文圖像是統(tǒng)計(jì)不相關(guān)的；第四，任意明文圖像和密文圖像是統(tǒng)計(jì)不相關(guān)的。由此說(shuō)明，雙隨機(jī)相位分?jǐn)?shù)傅里葉變換圖像加密系統(tǒng)是一個(gè)隨機(jī)密碼系統(tǒng)，其密文具有不可預(yù)測(cè)性，即在加密之前，一個(gè)明文圖像可能對(duì)應(yīng)無(wú)數(shù)個(gè)密文圖像，而且相反地，無(wú)數(shù)個(gè)密文圖像可能對(duì)應(yīng)同一個(gè)明

3、文圖像，這為分析該圖像密碼系統(tǒng)的安全性奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　其次，從密碼分析學(xué)的角度分析并證明了該圖像密碼系統(tǒng)對(duì)包括已知明文攻擊、選擇明文攻擊、已知密文攻擊、選擇密文攻擊、唯密文攻擊在內(nèi)的五種典型密碼攻擊具有免疫能力，并分析了該圖像加密系統(tǒng)對(duì)于其他攻擊手段的防御能力。
　　第三，利用數(shù)字仿真方法研究了雙隨機(jī)相位分?jǐn)?shù)傅里葉變換圖像加密系統(tǒng)對(duì)相位恢復(fù)算法攻擊的免疫能力及該密碼系統(tǒng)密鑰的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。仿真結(jié)果表明該密碼系統(tǒng)能有效