基于壓縮感知圖像加密算法設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-20 10:36
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普遍應(yīng)用,為保證圖像信息的安全性,需完成數(shù)字圖像加密。但圖像不同于文本,它具有許多固有特性,比如圖像數(shù)據(jù)量大、冗余度高、相鄰像素相關(guān)性強(qiáng),因此,傳統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)加密算法數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)與高級(jí)數(shù)據(jù)加標(biāo)準(zhǔn)(AES)將不再適用于圖像加密。本論文首先提出了基于壓縮感知的壓縮—擴(kuò)散—置換的策略,以確保傳輸過(guò)程圖像數(shù)據(jù)的機(jī)密性。其次,隱私數(shù)據(jù)是非常重要的,我們將其存儲(chǔ)于私有云。由于數(shù)據(jù)量急劇增加,如何安全地存儲(chǔ)和共享來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)的大圖像數(shù)據(jù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本論文利用混合云實(shí)現(xiàn)安全圖像數(shù)據(jù)服務(wù),為私有云節(jié)省了大量的空間。最后,我們總結(jié)邊緣智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)存在安全隱私和能量消耗的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),并提出了壓縮感知實(shí)現(xiàn)低能耗采樣、混沌壓縮感知完成保密性數(shù)據(jù)采集、局部擾動(dòng)降低能量消耗、數(shù)據(jù)認(rèn)證識(shí)別篡改機(jī)制、訪問(wèn)口令加強(qiáng)隱私保護(hù)解決方案。(1)提出基于壓縮感知的壓縮—擴(kuò)散—置換的策略。首先通過(guò)二維正弦邏輯調(diào)制映射(2D-SLMM)產(chǎn)生測(cè)量矩陣用于原始圖像數(shù)據(jù)的采樣與壓縮,為傳輸時(shí)節(jié)約能量消耗。然后用異或算法改變壓縮圖像的像素值以改變圖像的統(tǒng)計(jì)特性。最后用置換算法改變擴(kuò)散圖像像素的位置,為進(jìn)一步提高...
【文章來(lái)源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及本文主要研究?jī)?nèi)容
1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.2.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容
1.3 本文的組織結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排
第二章 基本原理介紹
2.1 壓縮感知
2.1.1 信號(hào)的稀疏表示
2.1.2 測(cè)量矩陣的設(shè)計(jì)
2.1.3 信號(hào)的重構(gòu)算法
2.2 二維正弦邏輯調(diào)制映射
2.3 局部擾動(dòng)
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于壓縮—擴(kuò)散—置換策略的安全圖像加密的研究
3.1 背景介紹
3.2 基本思路
3.3 詳細(xì)步驟
3.3.1 加密過(guò)程
3.3.2 壓縮過(guò)程
3.3.3 擴(kuò)散過(guò)程
3.3.4 置換過(guò)程
3.3.5 解密過(guò)程
3.4 性能評(píng)估
3.4.1 直方圖
3.4.2 相鄰像素的相關(guān)性
3.4.3 密鑰空間分析
3.4.4 密鑰敏感性分析
3.4.5 噪聲攻擊
3.4.6 差分攻擊
3.5 本章小結(jié)
第四章 混合云實(shí)現(xiàn)安全圖像數(shù)據(jù)服務(wù)的研究
4.1 基本思路及主要內(nèi)容
4.2 主要步驟
4.2.1 邊緣檢測(cè)技術(shù)區(qū)分敏感圖像數(shù)據(jù)與不敏感圖像數(shù)據(jù)
4.2.2 私有云中敏感圖像數(shù)據(jù)的處理
4.2.3 公有云中不敏感數(shù)據(jù)的處理
4.2.4 圖像數(shù)據(jù)的解密
4.3 仿真實(shí)驗(yàn)分析
4.3.1 可視化分析
4.3.2 密鑰敏感性分析
4.3.3 密鑰空間分析
4.3.4 壓縮率與圖像服務(wù)質(zhì)量
4.4 本章小結(jié)
第五章 邊緣智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)與解決方案的研究
5.1 了解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
5.2 所面臨的的挑戰(zhàn)
5.2.1 隱私保護(hù)
5.2.2 能量消耗
5.3 解決方案
5.3.1 壓縮感知
5.3.2 混沌壓縮感知
5.3.3 局部擾動(dòng)
5.3.4 數(shù)據(jù)認(rèn)證
5.3.5 訪問(wèn)口令
5.4 仿真實(shí)驗(yàn)分析
5.4.1 局部擾動(dòng)分析
5.4.2 數(shù)據(jù)認(rèn)證分析
5.4.3 訪問(wèn)口令分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文工作總結(jié)
6.2 未來(lái)工作研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間已發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種稀疏度自適應(yīng)的稀疏傅里葉變換算法[J]. 劉仲,李立春,李慧啟. 計(jì)算機(jī)工程. 2018(02)
[2]基于觀測(cè)矩陣優(yōu)化的自適應(yīng)壓縮感知算法[J]. 胡強(qiáng),林云. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(12)
[3]基于產(chǎn)業(yè)鏈視角的旅游扶貧效應(yīng)研究方法[J]. 郭舒. 旅游學(xué)刊. 2015(11)
[4]信號(hào)稀疏表示方法研究進(jìn)展綜述[J]. 鄒建成,車(chē)冬娟. 北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[5]壓縮感知理論及其研究進(jìn)展[J]. 石光明,劉丹華,高大化,劉哲,林杰,王良君. 電子學(xué)報(bào). 2009(05)
[6]壓縮感知理論簡(jiǎn)介[J]. 喻玲娟,謝曉春. 電視技術(shù). 2008(12)
[7]基于Logistic映射的混沌流密碼設(shè)計(jì)[J]. 王化豐,張桂香,邵勇. 計(jì)算機(jī)工程. 2007(10)
[8]信號(hào)的稀疏性分析[J]. 何昭水,謝勝利,傅予力. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2006(09)
[9]重力位譜分析及重力異常導(dǎo)數(shù)換算新方法——余弦變換[J]. 張鳳旭,孟令順,張鳳琴,劉財(cái),吳艷岡,杜曉娟. 地球物理學(xué)報(bào). 2006(01)
本文編號(hào):3598672
【文章來(lái)源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及本文主要研究?jī)?nèi)容
1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
1.2.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容
1.3 本文的組織結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排
第二章 基本原理介紹
2.1 壓縮感知
2.1.1 信號(hào)的稀疏表示
2.1.2 測(cè)量矩陣的設(shè)計(jì)
2.1.3 信號(hào)的重構(gòu)算法
2.2 二維正弦邏輯調(diào)制映射
2.3 局部擾動(dòng)
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于壓縮—擴(kuò)散—置換策略的安全圖像加密的研究
3.1 背景介紹
3.2 基本思路
3.3 詳細(xì)步驟
3.3.1 加密過(guò)程
3.3.2 壓縮過(guò)程
3.3.3 擴(kuò)散過(guò)程
3.3.4 置換過(guò)程
3.3.5 解密過(guò)程
3.4 性能評(píng)估
3.4.1 直方圖
3.4.2 相鄰像素的相關(guān)性
3.4.3 密鑰空間分析
3.4.4 密鑰敏感性分析
3.4.5 噪聲攻擊
3.4.6 差分攻擊
3.5 本章小結(jié)
第四章 混合云實(shí)現(xiàn)安全圖像數(shù)據(jù)服務(wù)的研究
4.1 基本思路及主要內(nèi)容
4.2 主要步驟
4.2.1 邊緣檢測(cè)技術(shù)區(qū)分敏感圖像數(shù)據(jù)與不敏感圖像數(shù)據(jù)
4.2.2 私有云中敏感圖像數(shù)據(jù)的處理
4.2.3 公有云中不敏感數(shù)據(jù)的處理
4.2.4 圖像數(shù)據(jù)的解密
4.3 仿真實(shí)驗(yàn)分析
4.3.1 可視化分析
4.3.2 密鑰敏感性分析
4.3.3 密鑰空間分析
4.3.4 壓縮率與圖像服務(wù)質(zhì)量
4.4 本章小結(jié)
第五章 邊緣智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)與解決方案的研究
5.1 了解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
5.2 所面臨的的挑戰(zhàn)
5.2.1 隱私保護(hù)
5.2.2 能量消耗
5.3 解決方案
5.3.1 壓縮感知
5.3.2 混沌壓縮感知
5.3.3 局部擾動(dòng)
5.3.4 數(shù)據(jù)認(rèn)證
5.3.5 訪問(wèn)口令
5.4 仿真實(shí)驗(yàn)分析
5.4.1 局部擾動(dòng)分析
5.4.2 數(shù)據(jù)認(rèn)證分析
5.4.3 訪問(wèn)口令分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文工作總結(jié)
6.2 未來(lái)工作研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間已發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種稀疏度自適應(yīng)的稀疏傅里葉變換算法[J]. 劉仲,李立春,李慧啟. 計(jì)算機(jī)工程. 2018(02)
[2]基于觀測(cè)矩陣優(yōu)化的自適應(yīng)壓縮感知算法[J]. 胡強(qiáng),林云. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(12)
[3]基于產(chǎn)業(yè)鏈視角的旅游扶貧效應(yīng)研究方法[J]. 郭舒. 旅游學(xué)刊. 2015(11)
[4]信號(hào)稀疏表示方法研究進(jìn)展綜述[J]. 鄒建成,車(chē)冬娟. 北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[5]壓縮感知理論及其研究進(jìn)展[J]. 石光明,劉丹華,高大化,劉哲,林杰,王良君. 電子學(xué)報(bào). 2009(05)
[6]壓縮感知理論簡(jiǎn)介[J]. 喻玲娟,謝曉春. 電視技術(shù). 2008(12)
[7]基于Logistic映射的混沌流密碼設(shè)計(jì)[J]. 王化豐,張桂香,邵勇. 計(jì)算機(jī)工程. 2007(10)
[8]信號(hào)的稀疏性分析[J]. 何昭水,謝勝利,傅予力. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2006(09)
[9]重力位譜分析及重力異常導(dǎo)數(shù)換算新方法——余弦變換[J]. 張鳳旭,孟令順,張鳳琴,劉財(cái),吳艷岡,杜曉娟. 地球物理學(xué)報(bào). 2006(01)
本文編號(hào):3598672
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