双随机相位编码与AES结合的图像加密方案.docx
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本文提出了一种基于双随机相位编码(DRPE)和AES结合的图像加密方案,以解决DRPE中傅里叶域的密文安全问题。该方案通过在DRPE第二透镜输出平面后植入改进版AES加密算法,同时,利用超混沌系统来设计出随机相位版、AES目标密钥和S盒,解决传统AES算法中密钥的固定性和S盒的不变性的缺点,扩大了系统密钥空间,有效提高系统整体的安全性。 知识点: 1. 图像加密技术是互联网安全领域的一个重要研究课题,光学系统由于其高速和并行处理的优点,在图像加密领域引起了广泛关注。 2. 双随机相位编码(DRPE)是一种常用的图像加密方法,通过在光学系统中使用两块随机相位版来扰乱原始明文图像的空间信息和频谱信息,从而实现加密。 3. AES加密算法是一种常用的加密方法,通过使用密钥和S盒来加密数据,但是传统的AES算法存在密钥的固定性和S盒的不变性的缺点,本文对传统AES算法进行了改进,通过结合明文特性的超混沌序列作为初始值,利用哈希表来设计出S盒,并且通过前后置乱来产生密钥。 4. 四翼超混沌系统是一个数学模型,通过结合传统Qi系统的二次项和三次项,产生的新型数学模型能够产生真正的四翼吸引子,该系统能够用于设计出随机相位版、AES目标密钥和S盒。 5. 明文相关参数是指与明文像素密切相关的控制参数,例如图像所有像素值的和、平均值等。 6. S盒的设计是指通过四翼超混沌系统产生的混沌序列,并将其转换成哈希表,用于AES加密算法中的密钥生成。 7. 双随机相位编码光学系统是采用标准的4-f系统来实现的,通过截取的超混沌序列作归一化处理产生两块随机相位版,将两块随机相位版分别置于光学系统的输入平面和傅里叶平面,分别扰乱原始明文图像的空间信息和频谱信息,从而实现加密。 8. 加密公式是指将原始明文图像与随机相位版进行傅里叶变换,然后进行AES加密算法的加密过程,以获得加密后的密文图像。 9. 本文的图像加密方案能够解决DRPE中傅里叶域的密文安全问题,扩大了系统密钥空间,有效提高系统整体的安全性。
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