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变量阶数加权酉变换类图像加密算法研究

变量阶数加权酉变换类图像加密算法研究

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作者：鲍翠红哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文建立了一类新的酉变换—变量阶数加权酉变换类，并利用变量阶数加权酉变换类建立了图像加密算法—变量阶数加权酉变换类图像加密算法。变量阶数加权酉变换类具备很好的数学性质，保持了二范数的连续性，线性可加性，可交换性以及酉... 详细信息

本文建立了一类新的酉变换—变量阶数加权酉变换类，并利用变量阶数加权酉变换类建立了图像加密算法—变量阶数加权酉变换类图像加密算法。变量阶数加权酉变换类具备很好的数学性质，保持了二范数的连续性，线性可加性，可交换性以及酉性性质，这些数学性质都很好的保证了加密系统中加密过程与解密过程的顺利进行。变量阶数加权酉变换类加密算法中所有的参数选取范围都是在实数向量空间中进行，与现有的基于加权酉变换类的加密算法相比，扩大了密钥空间，理论上提升了加密系统的安全性，从而保证了算法的实用价值。本文还重点阐述了加密算法的实验仿真研究，主要是从算法本身所具备的的优势以及抵抗外界的攻击这两方面入手，分析了算法系统的安全性。抵抗外界攻击主要表现在当传输过程中密文受到损失或噪声的影响时，解密过程仍能保证原始信息的基本恢复，这就验证了该算法的可靠性;另一方面，算法本身的数学性质从根本上保证了解密过程的多样性，使得算法具有很好的统计特性，本文结合这些性质的数值模拟实验数据，系统地阐述了该加密系统的安全特性。本文研究的加密系统还结合了单边的随机相位编码技术，与双随机相位编码相比，大大降低了计算复杂度。利用随机相位对原始图像进行加密处理后，每一次完整的加密过程中都会产生一个随机相位矩阵，即每一个密文图像都对应唯一的一个随机相位矩阵，并且由于相位矩阵的随机性，每一次的密文图像之间都是相互独立的，这样窃入者即使非法得到部分相关密键，从概率统计的角度也很难估测出剩余密键，从而也就很难恢复出原始图像，保证了算法系统的抗破译性。

关键词：图像加密变量阶数加权酉变换随机相位编码

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实向量幂加权酉变换光学图像加密算法研究

实向量幂加权酉变换光学图像加密算法研究

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作者：赵铁宇哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文提出了一种阶数是实数向量的幂次加权酉变换，并据此给出了一种高安全光学图像加密方法。这种基于实数向量幂次加权酉变换的图像加密方法，不仅克服了此前各种文献中出现的分数傅里叶变换图像加密方法的诸多安全隐患，而且在不增加... 详细信息

本文提出了一种阶数是实数向量的幂次加权酉变换，并据此给出了一种高安全光学图像加密方法。这种基于实数向量幂次加权酉变换的图像加密方法，不仅克服了此前各种文献中出现的分数傅里叶变换图像加密方法的诸多安全隐患，而且在不增加计算复杂度和光学系统硬件成本的前提下，显著提高了光学图像加密方法的安全性。此外，本算法中的实数向量幂次加权酉变换包含先前文献中出现的各种分数傅里叶变换，使得经典分数傅立叶变换得以推广，我们通过数值仿真，验证了这种光学图像加密方法的有效性和安全性，预示着此种算法在光学信息处理和信息安全等研究领域具有重要理论意义。本文以加权酉变换算子作为特例，分析了此加密算法在光学图像加密的有效性和安全性。本算法在同样由阶数作为密键前提先下，密键由原来的实数扩大到实数向量，从而一次变换即可产生多个密键，提高了图像加密算法的安全性。另外，通过数值仿真实验，验证了本算法比自由参数敏感度高很多，因此阶数向量作为密键具有很好的加密效果。最后，本文从概率统计的角度分析了当破译者利用非法的手段在获得部分的加密信息的情况下，破译者破译图像信息所需要的时间。

关键词：图像加密加权酉变换信息安全信息处理分数傅里叶变换

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基于GS算法的图像加密方法研究

基于GS算法的图像加密方法研究

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作者：李申曼哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着网络技术的飞速发展,大量信息通过网络被传播,人们越来越重视信息安全问题。图像信息安全技术的研究,特别是图像加密方法的研究得到了广泛关注,成为备受瞩目的热点研究问题。本文的研究内容是利用变换域方法建立新的图像加密方法,... 详细信息

随着网络技术的飞速发展,大量信息通过网络被传播,人们越来越重视信息安全问题。图像信息安全技术的研究,特别是图像加密方法的研究得到了广泛关注,成为备受瞩目的热点研究问题。本文的研究内容是利用变换域方法建立新的图像加密方法,以克服此前文献中建立的变换域图像加密方法的安全隐患,比如分数傅里叶变换加密方法的几类隐患等,提高图像加密方法的安全性。本文提出了称为双重参数向量幂加权酉变换的一类新的酉变换,详细研究了该变换的数学性质,如线性可加性、阶数可加性、酉性等。以双重参数向量幂加权酉变换理论为基础,本文研究了一类新的迭代相位恢复算法,即双重参数向量幂加权酉变换GS算法,并利用双重参数向量幂加权酉变换GS算法提出了双重参数向量幂加权酉变换GS算法图像加密方法,通过数字仿真示范性说明了这种新的图像加密方法的有效性、安全性和可靠性。本文首先提出了双重参数向量幂加权酉变换理论。它是一类非常广泛的分数傅里叶变换算子,它决定于一个加权项数参数及以此参数为维数的三个同维实数参数向量,它们分别是幂次向量和两个自由参数向量。实向量幂加权酉变换、加权酉变换、多参数分数傅里叶变换、标准加权类分数傅里叶变换和经典傅里叶变换等线性算子都是双重参数向量幂加权酉变换算子的特例。其次,本文建立了双重参数向量幂加权酉变换GS算法。双重参数向量幂加权酉变换GS算法是一类新的迭代相位恢复算法,在算法的迭代计算过程中,变换域是参数为3个高维实数向量的双重参数向量幂加权酉变换。这种新的相位恢复算法包含此前文献中出现的几乎所有变换域迭代相位恢复算法作为特例。第三,建立了双重参数向量幂加权酉变换GS算法图像加密方法。这种新图像加密方法的主要思想是用双重参数向量幂加权酉变换替换经典GS算法中的傅里叶变换获得新的相位恢复算法,通过相位编码和迭代,将原始图像加密到迭代过程中产生的稳定相位信息中,最终获得以相位形式存在的密文图像。第四,通过数字仿真验证了双重参数向量幂加权酉变换GS算法图像加密方法的安全性、可靠性和有效性。总之,本文建立的双重参数向量幂加权酉变换理论丰富了分数傅里叶变换理论,以此新变换理论为基础建立的双重参数向量幂加权酉变换GS算法充实了迭代相位恢复算法的研究,作为这种新理论的应用而提出的双重参数向量幂加权酉变换GS算法图像加密方法为建立具有更高安全性的图像加密技术提供了新的研究途径。

关键词：图像加密加权酉变换 GS算法

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