光學非對稱圖像加密算法研究.pdf

1、信息化時代的到來給人們傳輸信息帶來了極大方便的同時，也帶來了一些安全隱患，例如:信息的盜取、篡改等。因此，如何保證重要信息的安全已經(jīng)成為一個極具挑戰(zhàn)性的課題。圖像是信息的重要載體之一，圖像信息的安全問題是信息安全領(lǐng)域的一個重要研究方向。在過去的近二十年，大量圖像加密算法相繼被提出，其中大多數(shù)光學圖像加密算法都屬于線性對稱加密系統(tǒng)，即明文、密文、密鑰之間的函數(shù)依賴關(guān)系比較簡單，解密密鑰和加密密鑰是相同的，這樣的加密系統(tǒng)安全性不高，容易遭到

2、攻擊。因此，設(shè)法建立圖像的非對稱加密系統(tǒng)，增強加密系統(tǒng)的抗攻擊能力成為當前圖像加密研究的一個熱點。另外，較之灰度圖像，彩色圖像的信息量更大，如何在保證安全的同時實現(xiàn)減少存儲和傳輸負擔已成為彩色圖像信息安全領(lǐng)域關(guān)注的焦點。本文具體的研究工作如下:
　　設(shè)計了一種基于Gyrator變換和矢量分解的非對稱圖像加密算法。將待加密圖像先通過矢量分解加密到兩塊純相位板中，其中一塊相位板作為解密密鑰，另一塊相位板通過從Gyrator變換的數(shù)學實

3、現(xiàn)中推導出來的加密算法進行加密，并獲得最終的實值密文。算法的解密密鑰不同于加密密鑰，實現(xiàn)了非對稱加密。數(shù)值模擬結(jié)果驗證了該算法的可行性和有效性。
　　設(shè)計了一種基于Gyrator變換的非對稱彩色圖像加密算法。利用卷積運算將彩色圖像的紅、綠、藍三個通道合并到單個通道，再利用從Gyrator變換的數(shù)學實現(xiàn)中推導出來的加密算法對其加密，獲得最終的密文。解密所需的密鑰不同于加密密鑰，并且密文為一幅灰度圖像，對攻擊者具有一定的迷惑性。數(shù)值模

4、擬結(jié)果表明了該算法的有效性和安全性。
　　設(shè)計了一種基于奇異值分解的非對稱彩色圖像加密算法。該算法將一幅彩色圖像加密成一幅索引圖像。待加密彩色圖像的紅、綠、藍三通道先后被編碼成復(fù)函數(shù)，對復(fù)函數(shù)進行奇異值分解，分解得到U、V和S三部分。對U和V的乘積結(jié)果進行相位截斷，構(gòu)成最后密文索引圖像的數(shù)據(jù)矩陣。抽取對角矩陣S的對角項，并進行置亂重組，構(gòu)成最后密文索引圖像的顏色映射矩陣。該算法利用相位截斷和矩陣的正交性實現(xiàn)非對稱加密，并且將一幅像