隨著互聯(lián)網(wǎng)和各種信息傳遞技術(shù)的廣泛應(yīng)用,信息在通信和存儲(chǔ)中的安全性已成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。除數(shù)字加密外,光學(xué)圖像加密技術(shù)因其獨(dú)有的高速并行處理運(yùn)算而備受研究人員關(guān)注。光具有振幅、相位、偏振、波長和角動(dòng)量等多種物理屬性,且均可用作加密,極大的增加了加密系統(tǒng)的密鑰空間,具有極強(qiáng)的保密性。自1995年首次提出雙隨機(jī)相位加密技術(shù)以來,研究人員提出了許多光學(xué)圖像加密方案,例如聯(lián)合變換相關(guān)器、振幅/相位截?cái)嗟�。從密碼學(xué)的角度來看,提出一種光學(xué)加密系統(tǒng)屬于密碼編碼學(xué)范疇。但是,任何加密系統(tǒng)都需要經(jīng)過嚴(yán)格的密碼分析才能證明其安全性,屬于密碼分析學(xué)。加密系統(tǒng)的安全性分析能夠?yàn)樵撓到y(tǒng)的安全優(yōu)化提供方向。本論文調(diào)研了當(dāng)前光學(xué)圖像加密技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,深入地研究了光學(xué)掃描全息加密系統(tǒng),系統(tǒng)研究了該加密系統(tǒng)的安全性。同時(shí),針對(duì)其存在的安全問題,提出一種基于光學(xué)掃描全息和橢圓曲線加密算法的非對(duì)稱光學(xué)圖像加密方法。該方案解決了光學(xué)加密系統(tǒng)中密鑰的管理和分發(fā)問題,并且比一般的光學(xué)加密系統(tǒng)更具安全性。論文主要工作包括以下幾個(gè)方面:1、介紹光學(xué)掃描全息加密技術(shù)的基本原理和相位恢復(fù)算法。2、對(duì)光學(xué)掃描全息加密系統(tǒng)進(jìn)行了安全性分... 

【文章來源】：上海師范大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙隨機(jī)相位加密系統(tǒng)原理圖

對(duì)稱加密系統(tǒng)

岢雋艘恢痔?殊攻擊方案[70]。通過兩步迭代的振幅恢復(fù)算法，通過使用公鑰和密文進(jìn)行攻擊，使攻擊者得到解密密鑰，從而攻破該系統(tǒng)。2013年，他們又提出了兩種加密系統(tǒng)：一種能夠抗攻擊的振幅相位加密系統(tǒng)[71]；另一種則基于相位截?cái)喾謹(jǐn)?shù)階傅里葉變換和光學(xué)疊加原理的非線性彩色灰度圖像加密系統(tǒng)[72]。2014年，X.Wang等人再次對(duì)相位截?cái)喔道锶~變換加密系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的討論[73]，提出了一種計(jì)算效率更高的攻擊方法。除了X.Wang等人外，其他研究人員也基于相位截?cái)噙@種光學(xué)非對(duì)稱加密系統(tǒng)進(jìn)行了各種改進(jìn)[74-77]。圖1-3非對(duì)稱加密系統(tǒng)除上述的非對(duì)稱加密方案外，研究人員還提出了結(jié)合公鑰加密算法的非對(duì)稱加密方案[78-86]。在常見的公鑰加密算法中，常用的算法有Rivest-Shamir-Adleman(RSA)算法和橢圓曲線加密(EllipticCurvecryptography,ECC)算法。2007年，S.Yuan等人提出能夠同時(shí)傳輸密文和加密密鑰的光學(xué)圖像加密方法[78]。首先，通過使用雙隨機(jī)相位加密技術(shù)將明文加密得到密文；再將加密密鑰編碼，通過RSA算法進(jìn)行二次加密和傳輸。2009年，X.Meng等人將兩步相移干涉(Two-stepPhase-shiftingInterferometry,2-PSI)和RSA公鑰加密算法結(jié)合的非對(duì)稱加密系統(tǒng)[79]。利用雙隨機(jī)相位加密和2-PSI將明文加密為兩幅相干圖，然后用三個(gè)公鑰-私鑰對(duì)進(jìn)行RSA加密。解密則通過波前重建，菲涅爾逆變換和振幅歸一化實(shí)現(xiàn)。除了RSA算法，V.S.Miller和N.Koblitz提出了橢圓曲線加密算法[80-81]。在同一安全級(jí)別下，ECC使用的參數(shù)比RSA算法更小[82-83]。具體來說，600位密鑰長度的ECC與21000位密鑰長度的RSA具有相同的安全級(jí)別。即使攻擊者使用最快的攻擊算法，也要花費(fèi)大量時(shí)間來解決橢圓曲線的離散對(duì)數(shù)問題。因此，由于ECC中的密鑰大小較小可以節(jié)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙隨機(jī)相位編碼光學(xué)加密系統(tǒng)的唯密文攻擊[J]. 彭翔,湯紅喬,田勁東.  物理學(xué)報(bào). 2007(05)



本文編號(hào)：3465543