基于Qi超混沌和AES的虚拟光学加密算法研究

发布时间：2021-10-22 06:53

　　随着5G时代的到来,网络信息安全问题相比过去将更严峻复杂。图像作为多媒体信息传输和存储的重要载体之一,能直观地传达信息,给人们的生活带来了巨大的影响。如果图像在传输途中被截取或者破坏,轻则个人隐私受影响,重则危及社会和企业财产安全,甚至国家安全。因此,图像加密在信息安全领域扮演着重要的角色。从上个世纪末以来,图像加密领域就涌现出各种加密算法。但随着图像传输规模的增大,对于加密并发性和加密速度的要求越来越高,光学图像加密成为了学者们研究的热点。作为典型的光学加密系统,双随机相位编码（DRPE）衍生出很多改进算法,然而该系统依然存在安全性较弱的缺陷。因此,本文提出一种基于Qi超混沌和AES的虚拟光学加密算法,从算法整体架构和密钥上对双随机相位编码系统进行改进,多方位提高加密系统的安全性。本文的主要研究内容有:（1）利用四维Qi超混沌系统产生的超混沌序列来产生加密系统中所需要的加密密钥,结合自定义控制参数加上Qi超混沌系统本身的9个初始参数作为混沌密钥,有效提高了加密系统整体的密钥空间。（2）提出利用AES对称加密对DRPE的输出平面进行二次加密,使DRPE免受脉冲攻击和相位检索等威胁,以提... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

对称加密框图

图2-1对称加密框图由于两种加密系统各有优劣,人们通常在现实场景中把两者结合使用:先用对称加密系统对大量信息进行加密,后用非对称加密系统对加密系统的密钥进行管理。这样既保证了加密系统的高安全性,又能提高系统的加密效率。

1、轮密钥加是利用从主密钥中生成的轮密钥与状态矩阵对应的进行异或处理的操作,解密则是将对应轮的轮密钥再次进行异或操作。轮密钥加过程如图2-3所示。2、字节代换是通过S盒对状态矩阵的元素进行代换的操作。AES的S盒和逆S盒其实都是一个16×16个字节的代换表,状态矩阵的每个元素都按照索引在S盒上找到对应的值进行代换,这个索引的行坐标由元素值的高4位所组成,列坐标由其低4位组成。解密过程的原理一样,不过将S盒改为逆S盒。字节代换过程如图2-4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于新的五维多环多翼超混沌系统的图像加密算法[J]. 庄志本,李军,刘静漪,陈世强.  物理学报. 2020(04)
[2]浅谈密码学与信息安全[J]. 王剑锋,张应辉,马华.  西安文理学院学报(自然科学版). 2020(01)
[3]分组密码AES的优化与设计[J]. 刘宇峰,许向阳,苏浩,耿艳香,刘婷.  计算机应用与软件. 2020(01)
[4]早期计算机密码学的历史及影响[J]. 尹飞.  自然辩证法通讯. 2019(12)
[5]一种基于RSA的改进安全算法[J]. 王海涛,刘朋辉.  测控技术. 2019(10)
[6]遗传模拟退火算法和混沌系统的图像加密方法[J]. 罗玉玲,欧阳雪,曹绿晨,丘森辉,廖志贤,岑明灿.  西安电子科技大学学报. 2019(05)
[7]一种混合混沌虚拟光学图像加密方法[J]. 郭媛,许鑫,敬世伟,杜松英.  光子学报. 2019(07)
[8]基于计算全息和θ调制的彩色图像加密方法[J]. 席思星,于娜娜,王晓雷,朱巧芬,董昭,王微,刘秀红,王华英.  物理学报. 2019(11)
[9]基于身份的Elgamal盲签名方案及其应用[J]. 顾兆军,刘东楠.  计算机工程与设计. 2019(05)
[10]基于差异混合掩码与混沌Gyrator变换的光学图像加密算法[J]. 陈艳浩,刘中艳,周丽宴.  电子与信息学报. 2019(04)

博士论文
[1]基于混沌的虚拟光学图像加密关键技术研究[D]. 朱薇.南京邮电大学 2014

硕士论文
[1]基于计算鬼成像的图像加密方法的研究[D]. 朱吉男.山东大学 2019
[2]基于联合分数傅里叶变换和相位编码的多图像加密技术研究[D]. 尹志虎.哈尔滨工程大学 2019
[3]基于JTC和分数傅里叶变换的多图加密技术研究[D]. 赵伯豪.哈尔滨工程大学 2018
[4]基于KMIP协议的密钥管理系统的设计与实现[D]. 史欣慧.山东大学 2018
[5]基于相位剪切操作非对称光学加密系统的安全性分析[D]. 穆晓.哈尔滨工业大学 2016
[6]基于Qi超混沌的图像加密算法研究[D]. 白雪.黑龙江大学 2016



本文编号：3450592