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、密鑰之間的函數依賴關系比較簡單，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減少存儲和傳輸負擔已成為彩色圖像信息安全領域關注的焦點。本文具體的研究工作如下:
　　設計了一種基于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變換的數學實

3、現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，實現了非對稱加密。數值模擬結果驗證了該算法的可行性和有效性。
　　設計了一種基于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變換的數學實現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。數值模

4、擬結果表明了該算法的有效性和安全性。
　　設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函數，對復函數進行奇異值分解，分解得到U、V和S三部分。對U和V的乘積結果進行相位截斷，構成最后密文索引圖像的數據矩陣。抽取對角矩陣S的對角項，并進行置亂重組，構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非對稱加密，并且將一幅像