基于小波压缩深度学习重构的多图像光学加密

为解决多图像加密算法密文体积大、加密效果差、重构效果不理想等问题,提出一种基于小波压缩和深度学习重构的多图像光学加密方法。利用小波压缩提取多图像的低频部分,将重排后的新图放入改进的FDT-DRPE光学加密系统中得到密文;利用矢量分解和螺旋相位变换克服FDT-DRPE不敏感问题;构造的L_S混沌系统提高密钥敏感性。提出新型深度学习网络模型BHCN,解决传统图像重构精度不高问题。实验结果表明,密文体积可压缩至原图的1/4,重构图像的峰值信噪比为34.57 dB,结构相似性为0.9521,与同类文献相比,速度更快,重构效果更好,安全性更高。

基于螺旋相位变换和广义Fibonacci混沌的光学图像加密

为了解决光学加密技术中混沌序列分布不均匀,抗选择明文攻击能力弱以及菲涅尔域双随机相位编码系统对第1个衍射距离不敏感等问题,该文基于螺旋相位变换和新型广义Fibonacci混沌系统,提出一种光学图像加密算法。在菲涅尔域的双随机相位编码中对明文图像进行相位编码和螺旋相位变换,克服系统对第1块随机模板和衍射距离不敏感的缺陷,提高光学密钥敏感性。添加安全图像与明文进行加权干涉,进一步提高光学密钥敏感性和密钥维度。构造可产生均匀混沌序列的广义Fibonacci混沌系统生成随机模板,解决密钥体积过大分发传递困难问题,克服Logistic混沌分布不均匀的缺点,提高密钥传输效率及密钥敏感性。同时用明文哈希值SHA-256生成混沌初值和螺旋相位变换参数,使得密钥流随明文自适应变化,达到"一次一密"的效果,提高算法抵抗选择明文攻击能力和明文敏感性,雪崩效应更强。实验对比表明该算法明文及密钥敏感性高,密钥空间大,鲁棒性好,能有效抵御各种攻击,是一种高安全性的光学图像加密方法。

基于矢量分解和相位剪切的非对称光学图像加密

结合矢量分解和相位剪切提出一种新的非对称光学图像加密算法,明文经过4个密钥加密得到分布均匀的密文和3个解密密钥。解密密钥在加密过程中产生,不同于加密密钥,实现了非对称加密,增加了系统的安全性。在矢量分解过程中产生的解密密钥与明文关联强,比现有光学非对称加密算法中明文对密文和解密密钥更为敏感,抵御选择明文攻击能力更强,同时也提高了解密密钥的敏感性。相位剪切的引入扩大了密钥空间,增强算法安全性,产生实数密文更便于传输。实验分析表明:该算法密文分布均匀、相邻像素相关性低,解密密钥、明文对解密密钥和密文敏感性高,抵御各种攻击能力强,有更好光学图像加密效果。

基于图像重组和比特置乱的多图像加密

针对现有多图像加密算法只能同时加密多张同类型同大小的图像,适用范围不广、实用性差等问题,提出一种基于图像重组和比特置乱的多图像加密算法.该算法通过将任意数量、不同大小和不同类型的图像重新组合成新多灰度图,一次完成同时加密,极大提高了加密效率和适用范围.首先,依次提取所有待加密图像像素值重新组合出N张m×n新灰度图,并将其转化成m×n×8N二进制矩阵.然后,采用3D比特置乱方式,对高位页进行行列比特置乱,低位页进行整页比特置乱.最后,进行异或扩散操作,得到密文图像.高低位分开置乱提高了算法的抗噪声能力,最终密文信息熵达到7.999以上,很好地掩盖了明文的统计特性.构造一种新型Logistic与广义三阶Fibonacci级联的混沌系统产生随机序列,增加了初值和控制参数范围,扩大了密钥空间,使其达到8×10^84以上,极大地提高了抗穷举攻击能力.既提高了序列随机性,又同时保留了低维混沌系统的快速性.结合明文哈希值(SHA-256)产生密钥,明文像素值发生微小改变后密文像素值变化率达到0.996以上,极大地提高了的明文敏感性和算法抗选择明文攻击的能力.实验分析表明,提出的多图像加密算法安全性高、实用性强.

一种混合混沌虚拟光学图像加密方法

用共参数的两种混沌系统生成可置换传统双随机相位编码系统中随机相位模板的新模板.将明文图像编码为相位信息,克服原双随机相位编码系统对第一块相位模板不敏感的缺陷;构建可产生均匀非相关随机序列的广义Fibonacci混沌系统,生成均匀分布的相位模板进行图像加密,提高密钥传输效率及系统对密钥的敏感性;对一次加密得到的复值图像,采用提取其振幅及相位的替代操作进行再加密,解决其像素值不能通过按位“异或”进行替代的问题,使密文图像分布更均匀,信息熵达到7.9958,能有效抵御统计分析攻击.在二次加密中,将产生加密模板的混沌初值与一次加密得到的密文联系,像素数改变率达到0.995239,更接近理想期望值,增强了系统对明文的敏感性,有效抵御选择明文攻击.仿真实验表明,该方法有效增加了密钥空间和密钥敏感性,提高了加密系统加密效率和安全性.

一种Logistic-Fibonacci级联的混沌映射及其性能分析

提出一种Logistic与广义三阶Fibonacci级联的混沌映射,用Logistic生成的随机序列作为广义三阶Fibonacci的参数A、B、C,每次迭代参数A、B、C值均得到替换。该方法扩大了混沌控制参数范围,将满映射范围增大至整个控制参数区间,可产生均匀序列解决"稳定窗"与"空白区"等问题。通过与传统Logistic和其他改进Logistic混沌映射进行实验对比,表明Logistic-Fibonacci级联混沌映射在序列分布均匀性、随机性,复杂度、初值敏感性等方面均为最优,可在混沌加密应用中增加密钥个数、增大密钥空间。

基于相邻像素间比特置乱的图像加密算法

针对现有单一像素点间比特置乱的图像加密算法存在对所用混沌序列不敏感,以及抵御选择明(密)文攻击弱的问题,提出一种相邻像素点间比特置乱的方式,用Kent、Logistic混沌映射对明文图像进行像素位置全局置乱、相邻像素比特置乱以及扩散操作。相邻两像素点置乱充分利用像素点全局置乱后的图像相关性极低这一特性,解决单一像素点进行比特置乱时对所用的混沌序列不敏感问题。采用正反双向不同混沌序列扩散结合明文的哈希值SHA-256,有效抵御选择明(密)文攻击。实验结果表明,该算法对明文、密钥敏感性强,密文分布均匀、相邻像素相关性低,能较好抵御统计分析、差分攻击和选择明(密)文攻击。

基于L-L级联混沌与矢量分解的无损压缩光学图像加密

为克服双随机相位编码的光学图像加密中,密钥、密文体积大、抗选择明密文能力弱的问题,提出了一种Logistic-Logistic级联混沌与矢量分解的无损压缩光学图像加密方法 .先隔空取样置乱将明文分成两块,再用干涉合成一块,最后放入双随机相位编码系统得到密文.置乱能够克服干涉后看到明文信息的缺点,增加了加密系统的安全性.干涉使得密文体积变为原来的一半,便于密文传输.单位等模矢量分解的解密方式避免了现有压缩方式存在的解密图像分辨率降低的问题.Logistic-Logistic级联混沌极大缩小了双随机相位编码的密钥体积,同时还解决了Logistic序列分布不均匀问题,提高了序列随机性,保留了Logistic混沌的快速性.将明文的HASH值SHA256与密钥进行强关联,使整个系统达到一图一密的加密效果,提高了明密文间的雪崩效应,增强了算法抗选择明密文攻击的能力.

“新工科”建设背景下地方高校产学合作协同育人模式的研究

全球范围新经济蓬勃发展给工科教育带来所育人才无法适应新经济的挑战.以地方普通高校齐齐哈尔大学IT类专业人才培养为例,提出一种产学合作协同育人模式.该模式提出产学合作并结合OBE(Outcomes-based Education)成果为导向的工程教育理念,主动融入行业人才需求和发展,加强规划引导,强化自主创新,加快转型升级,以便培养出更适合新经济要求的新工科人才,提高企业的科技创新能力.对产学合作协同育人模式改革的意义、发展以及具体做法做了探索.

一种相位截断傅里叶变换非对称光学压缩加密系统

基本相位截断傅里叶变换系统面对两步傅里叶迭代等攻击算法时,防御能力差极易被攻破,且加密时间长,密文密钥体积大,不便于分发与传输。提出将压缩感知与相位截断傅里叶变换光学非对称加密相结合,明文经离散小波变换分为低频信息和高频信息,利用压缩感知对高频信息压缩2/3,将其转化为低频信息的相位信息,共同构造大小为原明文图像1/4的待加密复图像。在第一块相位调制模板后增加一块振幅模板,采用设定阈值振幅截断方式,将部分振幅信息作为新私钥,相位角作为密文,实现加解密密钥完全不同,且一图一密。系统安全性能实验、攻击实验和对比实验表明,该加密系统可有效抵御各种攻击,鲁棒性高、传输量小、加密耗时短、解密图像重构质量好,整体性能优良。

基于深度学习压缩感知与复合混沌系统的通用图像加密算法

提出一种适用于灰度图像与RGB格式彩色图像的通用图像加密算法.利用双线性插值Bilinear与卷积神经网络对图像进行压缩,再使用二维云模型与Logistic组成的复合混沌系统对压缩图像加解密(滑动置乱与矢量分解),最后对解密图像进行重构.重构网络中,由卷积神经网络与双线性插值Bilinear主要负责重构轮廓信息,全连接层主要负责重构颜色信息.实验结果表明,该基于深度学习压缩感知与复合混沌系统的通用图像加密算法在数据处理质量和计算量上有着很大优势.由于复合混沌系统有着足够大的密钥空间且将明文哈希值与密钥关联,可实现一图一密的加密效果,能有效抵抗暴力攻击与选择明文攻击,与对比文献相比,相关系数更接近理想值且信息熵与明文敏感性指标也都在临界值范围内,其加密算法有着更高的安全性.