基于激光混沌的保密通信与图像加密研究
发布时间：2020-12-30 06:30
随着现代网络技术的极速发展与快速普及,信息数据交流愈发密集频繁且其传播也愈发快速便捷,我们已经步入了“万物皆数据”的大数据时代。其中个人隐私信息是大数据运作的基础,企业掌握越全面的个人隐私信息就可以越有利地帮助企业对用户进行更加精准的定位,从而提供更好的服务。但是在大数据为人们的生活与生产带来便利的同时,我们的个人信息无可避免地会在当前网络环境下泄露,给我们的生活带来困扰,甚至会严重地危害我们的个人利益,尤其是在一些对信息数据极度敏感的领域与行业会造成巨大的损失。因此,如何确保信息的安全是现今亟需解决的现实问题,特别是涉及到可以形象生动地表现出信息内容的图像信息,其安全性的研究已经成为了众多专家重点关注的热点领域。目前最常见且最有效的保证图像信息安全性的方法是利用图像加密算法对原始图片信息加密,使其变成模糊不清、不可辨认的图像,之后采用保密通信技术对加密信息进行安全传输,或者通过安全云分享技术对加密信息进行云端的安全传输。如今,人们主流研究和使用的图像加密算法与保密通信技术都是基于传统的混沌系统,其容易在实际电路中实现,但它也受制于电子线路系统的电子瓶颈。而伴随着半导体激光器（Semi...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 激光混沌动力学特性的研究现状
1.3 激光混沌同步及其保密通信的研究现状
1.4 图像加密的研究现状
1.5 本文的研究内容与结构安排
第二章 基于VCSEL的激光混沌与其同步模型
2.1 VCSEL的理论结构及其性质
2.2 VCSEL产生激光混沌的基本方式
2.3 基于VCSEL的激光混沌同步
2.4 本章小结
第三章 基于VCSELs的双掩盖光混沌保密通信
3.1 基于两组互不同步VCSELs的双掩盖的系统模型
3.1.1 基于两组互不同步VCSELs双掩盖系统的原理
3.1.2 基于两组互不同步VCSELs双掩盖系统的速率方程
3.2 双掩盖系统数值仿真结果及其分析
3.2.1 VCSELs激光器的非线性动力学特性
3.2.2 VCSELs激光器的混沌同步特性
3.2.3 VCSELs激光器的时延抑制特性
3.3 双掩盖系统长距离光保密通信
3.3.1 双掩盖系统长距离保密通信性能分析
3.3.2 双掩盖系统延迟光纤的时延对通信性能的影响分析
3.4 本章小结
第四章 基于光混沌的ARM嵌入式实现新型彩色图像加密与云共享系统
4.1 系统实验实现装置
4.2 系统实验的理论模型
4.2.1 POEF结构下VCSEL的速率方程模型
4.2.2 密钥产生机制
4.2.3 置乱过程
4.2.4 扩散过程
4.2.5 加密和解密过程
4.3 系统实验与理论的结果及其讨论
4.3.1 POEF结构下VCSEL的动力学行为
4.3.2 图像加密/解密结果与云服务安全共享
4.4 系统实验与理论结果的安全性分析
4.4.1 系统实验与理论结果的密钥空间分析
4.4.2 系统实验与理论结果的统计攻击分析
4.4.3 系统实验与理论结果的密钥敏感分析
4.4.4 系统实验与理论结果的信息熵分析
4.4.5 系统实验与理论结果的差分攻击分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间已发表的论文、专利及获奖
攻读硕士期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]安全性增强的双向长距离混沌保密通信[J]. 李琼,邓涛,吴正茂,徐攀,夏光琼. 中国激光. 2018(01)
[2]Experimental investigation on the time-delay signature of chaotic output from a 1550 nm VCSEL subject to FBG feedback[J]. Zhu-Qiang Zhong,Zheng-Mao Wu,Guang-Qiong Xia. Photonics Research. 2017(01)
[3]用双滤波反馈半导体激光器产生低延时特征的混沌信号[J]. 卢东,钟祝强,夏光琼,吴正茂. 光子学报. 2016(10)
[4]激光混沌并联同步及其在全光逻辑门中的应用研究[J]. 颜森林. 物理学报. 2013(23)
[5]四阶色散和五阶非线性对零色散附近交叉相位调制不稳定性的综合影响(英文)[J]. 胡涛平,罗青,颜森林,汪静. 光子学报. 2008(10)
[6]光纤混沌双芯双向保密通信系统研究[J]. 颜森林. 物理学报. 2008(05)
[7]一种基于万有引力模型的图像置乱新方法[J]. 孙玉峰,陈建华. 福州大学学报(自然科学版). 2006(01)
[8]半导体激光器混沌双向保密通信系统理论研究[J]. 颜森林. 中国激光. 2005(11)
本文编号：2947174
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 激光混沌动力学特性的研究现状
1.3 激光混沌同步及其保密通信的研究现状
1.4 图像加密的研究现状
1.5 本文的研究内容与结构安排
第二章 基于VCSEL的激光混沌与其同步模型
2.1 VCSEL的理论结构及其性质
2.2 VCSEL产生激光混沌的基本方式
2.3 基于VCSEL的激光混沌同步
2.4 本章小结
第三章 基于VCSELs的双掩盖光混沌保密通信
3.1 基于两组互不同步VCSELs的双掩盖的系统模型
3.1.1 基于两组互不同步VCSELs双掩盖系统的原理
3.1.2 基于两组互不同步VCSELs双掩盖系统的速率方程
3.2 双掩盖系统数值仿真结果及其分析
3.2.1 VCSELs激光器的非线性动力学特性
3.2.2 VCSELs激光器的混沌同步特性
3.2.3 VCSELs激光器的时延抑制特性
3.3 双掩盖系统长距离光保密通信
3.3.1 双掩盖系统长距离保密通信性能分析
3.3.2 双掩盖系统延迟光纤的时延对通信性能的影响分析
3.4 本章小结
第四章 基于光混沌的ARM嵌入式实现新型彩色图像加密与云共享系统
4.1 系统实验实现装置
4.2 系统实验的理论模型
4.2.1 POEF结构下VCSEL的速率方程模型
4.2.2 密钥产生机制
4.2.3 置乱过程
4.2.4 扩散过程
4.2.5 加密和解密过程
4.3 系统实验与理论的结果及其讨论
4.3.1 POEF结构下VCSEL的动力学行为
4.3.2 图像加密/解密结果与云服务安全共享
4.4 系统实验与理论结果的安全性分析
4.4.1 系统实验与理论结果的密钥空间分析
4.4.2 系统实验与理论结果的统计攻击分析
4.4.3 系统实验与理论结果的密钥敏感分析
4.4.4 系统实验与理论结果的信息熵分析
4.4.5 系统实验与理论结果的差分攻击分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间已发表的论文、专利及获奖
攻读硕士期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]安全性增强的双向长距离混沌保密通信[J]. 李琼,邓涛,吴正茂,徐攀,夏光琼. 中国激光. 2018(01)
[2]Experimental investigation on the time-delay signature of chaotic output from a 1550 nm VCSEL subject to FBG feedback[J]. Zhu-Qiang Zhong,Zheng-Mao Wu,Guang-Qiong Xia. Photonics Research. 2017(01)
[3]用双滤波反馈半导体激光器产生低延时特征的混沌信号[J]. 卢东,钟祝强,夏光琼,吴正茂. 光子学报. 2016(10)
[4]激光混沌并联同步及其在全光逻辑门中的应用研究[J]. 颜森林. 物理学报. 2013(23)
[5]四阶色散和五阶非线性对零色散附近交叉相位调制不稳定性的综合影响(英文)[J]. 胡涛平,罗青,颜森林,汪静. 光子学报. 2008(10)
[6]光纤混沌双芯双向保密通信系统研究[J]. 颜森林. 物理学报. 2008(05)
[7]一种基于万有引力模型的图像置乱新方法[J]. 孙玉峰,陈建华. 福州大学学报(自然科学版). 2006(01)
[8]半导体激光器混沌双向保密通信系统理论研究[J]. 颜森林. 中国激光. 2005(11)
本文编号：2947174
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