基于數(shù)字相移全息及圖像置亂的光學(xué)混沌加密算法研究.pdf

1、光學(xué)加密作為一種新的加密方法，憑借其固有的高速度、并行性、多維度、大容量等優(yōu)勢，逐漸成為研究熱點。
　　本文首先對信息安全中的密碼學(xué)和信息隱藏技術(shù)做了簡單概述，并對光學(xué)加密系統(tǒng)的特點進行了分析。在闡述了光學(xué)加密理論基礎(chǔ)后，介紹了幾種最典型的光學(xué)加密算法，并通過MATLAB軟件平臺仿真驗證了用隨機振幅模板代替隨機相位模板，用菲涅爾變換代替傅里葉變換，不僅可以破壞加密系統(tǒng)的線性、還可以提升密鑰空間，從而增強加密系統(tǒng)的安全性；用基于lo

2、gistic混沌映射的像素置亂和純相位編碼方法對原圖像進行預(yù)處理可以增強加密系統(tǒng)的安全性和抗噪聲魯棒性。
　　本文提出了一種基于數(shù)字相移全息及圖像置亂的光學(xué)混沌加密算法，該加密算法是在Tajahuerce提出的基于數(shù)字相移全息的隨機相位編碼系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行的改進。加密系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為馬赫-曾德(M-Z)干涉儀，在其中一個光路上對待加密圖像先進行預(yù)處理，再使用隨機振幅模板和隨機相位模板進行擾亂，并經(jīng)過兩次菲涅爾衍射變換，得到的光波與另

3、一個光路上經(jīng)過相位延遲片的參考光波進行干涉，并對生成的四幅全息圖進行隨機置亂橫向疊加。
　　采用峰值信噪比(PSNR)和圖像保真度(IF)來評價算法加解密效果，仿真實驗證實了基于數(shù)字相移全息及圖像置亂的光學(xué)混沌加密算法的有效性、安全性以及魯棒性。該算法具有巨大的密鑰空間以及抗暴力攻擊能力，且密鑰靈敏度都在原來的基礎(chǔ)上有所提高，增強了加密系統(tǒng)的安全性。仿真結(jié)果證明了該加密系統(tǒng)對在信道傳輸過程中所可能受到的信號干擾和信號丟失問題有較強