基于虛擬光學(xué)技術(shù)的圖像加密研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)信息在互聯(lián)網(wǎng)上廣泛傳播。然而許多信息安全問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了信息技術(shù)的發(fā)展。在這樣的背景下，信息加密技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。光學(xué)信息處理技術(shù)具有高處理速度、可選自由度(相位、波長(zhǎng)、空間頻率和偏振等)、多種變換和特殊運(yùn)算等優(yōu)點(diǎn)。因此將光學(xué)信息處理技術(shù)與信息加密技術(shù)相結(jié)合成為信息安全領(lǐng)域研究的重要分支。
　　 本文主要研究了基于虛擬光學(xué)對(duì)圖像加密的技術(shù)，總結(jié)了二元隨機(jī)相編碼技術(shù)、迭代加密技術(shù)、分?jǐn)?shù)傅里葉變換、數(shù)字

2、全息技術(shù)以及圖像隨機(jī)像素置亂等，實(shí)現(xiàn)了三種圖像加密的算法。主要的研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)實(shí)現(xiàn)了基于虛擬光學(xué)彩色圖像加密和解密的復(fù)用算法。該算法采用兩層加密技術(shù)，改進(jìn)了傳統(tǒng)的二元隨機(jī)相加密算法，實(shí)現(xiàn)了圖像序列的復(fù)用加密。算法第一層是將被加密的彩色圖像分解成三個(gè)信道的圖像序列，然后采用迭代傅里葉變換將這些圖像與引入的密鑰圖像一起進(jìn)行復(fù)用加密，在加密圖像幅值的同時(shí)也對(duì)圖像的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將圖像序列加密成白噪聲，最終

3、將圖像序列加密成一幅圖像。算法第二層是采用傳統(tǒng)二元隨機(jī)相加密，對(duì)第一層加密的結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行變換加密。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩層加密算法得到的結(jié)果具有更高的安全性，而且所有的安全密鑰都具有敏感性。
　　 (2)實(shí)現(xiàn)了用迭代分?jǐn)?shù)傅里葉變換和像素隨機(jī)置亂加密彩色圖像的算法。將一幅彩色圖像分割成三通道圖像序列，然后將每個(gè)通道作為一幅灰度圖像運(yùn)用不同的置亂密鑰進(jìn)行隨機(jī)像素的置亂，對(duì)置亂加密后的三幅灰度圖像再采用迭代分?jǐn)?shù)傅里葉變換進(jìn)行加密。通過(guò)將多幅

4、圖像加密到不同階次的分?jǐn)?shù)傅里葉域上，實(shí)現(xiàn)多幅圖像加密。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該算法的有效性。
　　 (3)基于光學(xué)全息技術(shù)與數(shù)字水印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字全息的水印算法。該算法一方面將水印信息運(yùn)用虛擬光學(xué)的技術(shù)制作成全息圖，另一方面將彩色宿主圖像進(jìn)行低通濾波，將濾波后的結(jié)果分解成三個(gè)不同的圖像序列，再將水印全息圖按照一定的嵌入系數(shù)嵌入進(jìn)這三個(gè)圖像序列中，最后將含有水印信息的三個(gè)圖像序列合成為具有良好不可見性的彩色圖像。水印的提取過(guò)程利用了全息