基于数字全息的图像置乱的研究

基于用数字全息对图像进行置乱及复原的基本原理,提出了一种基于数字全息的图像置乱方法,并通过实验证明了本方法的置乱和复原效果．     

双随机相位编码光学加密系统的安全性分析

阐述了双随机相位编码技术以及常见的攻击方式,分析了双随机相位编码光学加密系统的安全性。结果表明,双随机相位编码光学加密系统能很好地抵抗暴力攻击,但在已知明文攻击、选择明文攻击、唯密文攻击下可以获得加密系统的密钥,存在巨大的安全隐患。     

基于超混沌系统的多图加密算法

针对现存混沌图像加密算法中,存在系统安全性不高、无法抵御明文攻击、加密图像相互独立、效率低等问题,提出了一种基于超混沌系统的多图加密算法。利用超混沌系统产生性能优良的混沌伪随机序列,并将多幅大小相同的图像拼合为一幅图像,之后采取一系列新颖的加密操作完成图像加密过程。此算法引入明文干扰项,采用比特级别的行列置乱、DNA随机编码、DNA的快速置乱与扩散操作,解密时可以自动检索干扰项,不仅使算法摆脱了一次一密(one-time pad,OTP)模式,而且使得混沌随机序列可以安全重复地使用。仿真结果表明,算法可以大幅度减少混沌序列的迭代次数,同时也保证了图像之间的高度关联,能够掩盖明文的比特信息分布,具有较高的明文敏感性,满足图像加密的基本要求。     

一种基于矩阵变换的非对称图像加密算法

为提高图像数据的加解密速度与安全性，提出了一种新的非对称图像加密算法．算法原理是基于某种矩阵变换，使得原始图像每一分块像素及其频域产生置乱．具体实现上。首先利用矩阵变换产生密钥对；然后使用私钥对图像在变换域进行加密；最后接收方用公钥解密加密的图像．由于该算法是基于矩阵变换的，具有实现方便，加解密快速的特点；非对称的加密机制则使得数据加密更具安全性．同时，为了进一步提高矩阵变换的安全性，引入了第二种加密机制，将伪随机的高斯白噪声加载到变换矩阵上．分析表明。这种方法对于加密大容量数据尤其是数字图像特别有用．     

印刷图像中隐藏水印的菲涅耳变换方法

在研究数字全息技术、双随机相位加密技术和数字印刷技术的基础上,提出了一种新的菲涅耳全息术水印隐藏方法．该方法将待隐藏水印信息经过菲涅耳加密面进行随机相位加密,并离轴记录其像全息图像,将离轴记录的菲涅耳变换加密面像全息图像,以适当的强度叠加隐藏在载体数字图像中,通过正确密钥可从含水印图像中恢复水印信息．通过打印或数字印刷技术可以将含水印图像印制在证件等印刷品中;印刷品中的含水印载体数字图像通过扫描输入生成数字图像,就可以从中提取所隐藏信息．理论分析和仿真实验证明,该方法具有安全性、鲁棒性和不可见性．该方法在解密时通过解密模板紧贴解密,且只需进行一次逆菲涅耳变换就可提取隐藏水印信息,若使用光学系统解密,调整简单,有利于提高恢复隐藏信息的质量．     

利用随机数序列加密视频变长码字的新方法

提出了一种随机改变熵编码码表来实现视频变长码字加密的方法.将熵编码码表中的码字按长度等特征分组,对视频内容信息事件序列做熵编码时,对应每一事件产生一个随机数确定其编码成同组内的哪一码字,随机数序列由二进制随机序列生成以保证随机性.该方法解决了密文出现非法变长码字的难题,保证密文格式兼容,不降低压缩率,达到序列密码的抗攻击强度且计算速度快10倍以上.实验证明密文画面不能理解,该算法适用于MPEG,H.26x及JPEG等主流编码信号.     

采用变形分数傅立叶变换的光学图像加密

针对如何在双随机编码中提高加密图像的保密性能,提出了一种新的光学图像加密方法,采用变形分数傅立叶变换的光学结构来完成对图像的加密和解密。其显著特点是在解密时采用了便于光学实现的非负阶次的分数傅立叶变换,能够使加密系统有6个以上的加密自由度,并能增加加密密钥的数量。仿真结果表明:分数阶作为加密密钥的鲁棒性好,被加密图像的保密性能得到提高。     

混沌键控视频加密方案研究

针对流式加密阻碍加密系统并行化的实现,以及混沌序列随机特性不强等问题,提出基于混沌键控的视频加密方案.该方案选用三维洛伦兹系统、四维陈系统和四维细胞神经网络系统作为备选密钥源,由明文视频帧本身来决定密钥源系统及其初始条件,并对生成的混沌序列进行优化和映射,以提高其随机序列特性.最后遵循扩散和混淆的原则,对视频信息进行加密.每一个像素的加密值均与明文视频帧、加密密钥和前两个像素的加密值相关.该加密方案可采用多通道同时对视频信息进行加解密,平衡了密钥空间和加密效率的关系,可满足视频加密的实时性要求;密钥敏感性和明文敏感性强;统计特性完全被打破;具有良好的抗噪性.可有效地抵抗密码分析攻击,安全性高,实用性强.     

磁盘加密文件反解密工具的一种新思想

针对磁盘加密文件如何反解密工具的解密提出了相应的预防措施,为通用的加密工具的进一步开发提供了参考。     

基于均匀置乱和混沌映射的医学图像加密方法

医学图像由于涉及隐私等重要问题,存储与传输过程中需要加密,为了提高医学图像加密的质量并保证加密速度,针对分块后的图像使用一种基于Arnold映射的均匀置乱方法,结合logistic映射生成伪随机数来控制置乱参数,同时对像素点的值进行异或操作以进一步加密图像.实验发现此方法对密钥的敏感性较强,能很好地掩盖图片信息,与单一的logistic映射等加密方法相比,可同时抵御一些裁剪和篡改攻击.上述方法的操作步骤比经典加密算法简单,因此也能满足加密速度的要求.     

基于语音信号和混沌序列的非对称图像隐藏方案

基于广义混沌同步系统(GS)和广义离散Sinai映射,提出了具有非对称密钥的数字图像安全通讯方案.方案能通过一个常规的语音信号隐藏几乎所有计算机所能识别的图像文件,以实现信息的伪装与隐藏,且含有24个密钥数并能无损恢复隐藏图像,密钥空间可达到10360.该方案能使接收方利用非对称密钥对收到的密文进行数据源真伪性认证和解密,适用于网络数字通讯语音伪装中的图像传输.对密钥空间、密钥参数敏感性和加密图像的相关性等分析表明该方案具有较高的安全性.     

适于云计算的并行RAM程序的函数加密方案

针对云计算环境下的现有函数加密方案难以有效利用并行计算能力进行大数据运算的问题,提出了一种并行随机存取计算模型程序的函数加密方案,允许数据拥有者一次性传输加密数据,获得授权的云服务提供者利用其并行计算集群有效计算大量加密数据。该方案将混淆并行随机存取计算模型中的密码原件作为黑盒使用,将并行随机存取计算模型程序硬编码于电路中。并采用现有的基于电路模型的函数加密方案对该电路生成密钥,从而转化为并行随机存取计算模型程序的函数加密方案。通过理论分析该方案的时间效率相对原有并行算法仅有多项式时间的额外负载,并给出了该函数加密方案的不可区分性安全性证明。     

基于超混沌系统和离散分数随机变换的图像加密算法

本文结合超混沌系统和离散分数随机变换,提出一种图像加密新方案,并给出实现该算法的光学装置原理图。在加密过程中,利用超混沌系统产生的混沌序列来构造离散分数随机变换(DFRT)的随机矩阵,再将DFRT的阶数和超混沌系统的初始值作为图像加密算法的主密钥,与单纯的离散分数随机变换的图像加密算法相比,在不增加计算负担的情况下,本算法的明文与密文之间具有更高的复杂性,并加大了密钥空间,提高了密钥敏感性。该系统是一个非线性的密码系统,消除了传统加密系统中因为线性过程而存在的不安全因素,提高了加密系统的抗统计攻击和噪声攻击的能力。     

基于多混沌映射的信息加密算法

为了增强混沌加密的安全性,提出一种基于多个混沌离散映射的动态加密算法.该算法使用了两个混沌级联子系统.子系统由简单混沌映射构成,其输出与明文相加取模后生成密文,而且子系统的迭代次数呈动态变化,提高了密文的不可预测性.仿真实验和安全性分析表明,该算法的密钥空间大,对明文和密钥敏感,能够有效地抵抗利用统计特性、差分特性和相空间重构进行的攻击.     

基于行列异或的Arnold双置乱图像加密方法

针对目前加密图像单一以及加密算法安全性不高的问题,提出基于行列异或的Arnold双置乱图像加密方法。实施过程：首先根据Arnold变换公式对图像进行灰度空间置乱和位置空间置乱,然后进行行按位异或操作,其次,将上述结果再进行一次位置空间置乱,最后再进行列按位异或运算。该方法有效增强了传统Arnold双置乱的置乱效果,使图像得到充分扩散,最终得到密文图像。实验结果表明,本文方法能实现等长和不等长图像的置乱,改善了常规Arnold方法的置乱效果,有效降低了图像相邻像素间的相关性,保证了图像传输过程中的安全性和鲁棒性要求。     

公钥可搜索加密

传统的公钥加密控制粒度是比较粗糙的,发送方使用公钥PK对一个消息M进行加密,并且只有拥有与PK对应的私钥的接收方才能够对密文进行解密得到原消息。这样的语义使得第三方不能对加密数据进行有效的检索,本文提出一种新的公钥可搜索加密方案,允许对加密后的数据进行检索,并证明了方案的安全性。     

基于CNN和DES的图像保密通信系统设计方案

为了解决混沌加密系统密钥空间设计上的不足以及数据加密标准(DES)加密算法易被攻击的问题,将细胞神经网络与DES加密算法相结合,提出一种混合加密通信方案.该方案利用细胞神经网络产生混沌信号,将其经过取整、取模、平方、开方、增益、偏移等运算处理后,用得到的新的混沌伪随机序列将图像加密,然后利用DES算法进行再加密.文中还讨论了系统的实现方法.仿真结果表明,采用此混合加密方案进行加解密均可取得较好的效果,解密结果对细胞神经网络初值和DES密钥高度敏感,安全性能有所提高.     

随机位相板单元形状对远场光斑特性的影响

用衍射理论分析了随机位相板的单元形状对远场光斑特性的影响，并用面阵ＣＣＤ相机间接测量了不同单元形状（正三角形、正方形和正六边形）随机位相板的远场光斑包络，得到了与理论计算基本符合的实验结果     

具有前向安全特性的密态图像搜索方案

围绕当前多数密态图像搜索方案在更新时产生的信息泄露问题,提出一个云环境下具有前向安全特性的密态图像搜索方案.方案首先采用Tensorflow机器学习模型进行图像识别,设计高效图像关键字信息提取方法;然后基于动态可搜索加密思想,利用GGM范围受限伪随机函数生成搜索令牌,构造出支持动态更新的安全密态图像索引结构.搜索时利用搜索令牌和哈希函数计算匹配结果,不会泄露查询者隐私.安全分析和实验结果表明,本方案在满足高效搜索的同时实现前向安全性,并具有良好的更新性能.     

一种密文域医学图像可逆信息隐藏算法

鉴于图像的密文域可逆信息隐藏在安全云计算和隐私保护方面的重要作用,为了提高信息嵌入率,结合医学DICOM图像像素深度高、像素分布连续性高的特点,提出了一种结合两种压缩算法的密文域医学图像可逆信息隐藏算法。首先发送方对图像进行预处理,根据像素中高位比特连续为0的数量嵌入标记信息,腾出高位的冗余空间;然后用一种特殊设计的块加密算法进行加密,在保证明文信息不被泄露的同时保留了部分图像相关性;接着嵌入方根据标记信息,在对应位置嵌入额外信息;此外,为了进一步提高嵌入率,嵌入方还可以利用图像像素的相关性,在块内进行做差,并压缩实施信息嵌入。实验结果表明,该算法不仅具有较高的信息嵌入率,同时还有较好的安全性表现。