基于分數(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)提供的開放式交流平臺上隨時隨地、不受限制地進行信息的傳輸,人們之間的聯(lián)系越來越緊密,世界越變越小,社會進入到了信息化時代。社會的信息化為人們帶來了許多的便利,但同時也存在著很多的安全隱患。目前,信息安全問題已經(jīng)成為一個極具挑戰(zhàn)性的課題,而圖像信息的安全問題是信息安全問題的重要組成部分。各種分數(shù)階變換不斷被提出、改進并應(yīng)用到光學(xué)信息處理和數(shù)字信號處理等領(lǐng)域。本論文主要介紹了分數(shù)傅立葉變換和分數(shù)哈特萊

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

3、:
　　設(shè)計了一種在單通道上,結(jié)合復(fù)用技術(shù)、邏輯映射和分數(shù)哈特萊變換的彩色圖像加密算法。利用簡單的數(shù)學(xué)運算將彩色圖像的紅、綠、藍三個通道復(fù)用到了單個通道后,再對該單通道信息進行了基于重定義分數(shù)哈特萊變換的雙隨機相位編碼,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。因為該單通道彩色圖像加密算法的輸出結(jié)果是一幅灰度圖像和與其相對應(yīng)的兩個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)計了一種基于分數(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唯相位?G和?B,通過兩次分數(shù)哈特萊變換和向量操作變換,得到一個幅度分布、一個相位分布和一個解密相位密鑰。新得到的幅度分布和一個隨機相位再次經(jīng)過分數(shù)哈特萊變換后,為了進一步提高該加密算法的安全性,變換結(jié)