非對(duì)稱密碼系統(tǒng)具有加密鍵和解密鍵相互獨(dú)立的優(yōu)勢(shì),能夠很好地完成密鑰的分發(fā)和管理,已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)通信中廣泛使用的安全技術(shù)。光學(xué)非對(duì)稱密碼系統(tǒng)是光學(xué)信息安全技術(shù)研究中的一個(gè)熱門話題,它已成為光學(xué)信息安全的重要組成部分。因此,光學(xué)非對(duì)稱密碼系統(tǒng)的研究具有非常重要的意義。本文結(jié)合光學(xué)非對(duì)稱密碼系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)介紹了近年來(lái)光學(xué)非對(duì)稱信息安全技術(shù)的發(fā)展;針對(duì)關(guān)鍵問題進(jìn)行了系統(tǒng)及全面的分析,建立了多種滿足實(shí)際需要的光學(xué)密碼系統(tǒng)。具體內(nèi)容如下:首先,基于相位恢復(fù)算法和RSA公鑰算法提出一種振幅-相位混合調(diào)制的光學(xué)圖像加密系統(tǒng)。此系統(tǒng)滿足非對(duì)稱密碼系統(tǒng)的通信協(xié)議,使用振幅-相位混合調(diào)制的非線性操作破壞明文與密文之間的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系,極大地提高系統(tǒng)的安全性。仿真實(shí)驗(yàn)說(shuō)明所提出的加密系統(tǒng),可以抵抗統(tǒng)計(jì)分析攻擊以及迭代算法的攻擊。為解決光學(xué)密碼系統(tǒng)中相位函數(shù)及圖像這些大數(shù)據(jù)量密鑰不易分配的難題,基于所提出的振幅-相位混合調(diào)制密碼系統(tǒng)的原理結(jié)合G-S算法和RSA公鑰算法提出一種密鑰分配方案。這是針對(duì)光學(xué)密碼系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)密鑰所提出的密鑰分配實(shí)施方案。以雙隨機(jī)相位編碼系統(tǒng)為例借助于計(jì)算機(jī)仿真說(shuō)明所提出的方案很好地完成了密鑰分配任務(wù)�；谒岢龅拿荑�方案構(gòu)造一種可變密鑰的圖像加密系統(tǒng)。此系統(tǒng)每次加密過程中都可以使用不同的密鑰作為加密鍵,具備一次一密的特征。密文的接收者僅僅使用私鑰及已獲得的信息就可以恢復(fù)明文信息。仿真驗(yàn)證說(shuō)明了此方案的有效性,并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析。分析并證明相位在圖像處理中的主導(dǎo)性。借助于人體生物特征作為密鑰的優(yōu)勢(shì),把指紋作為密鑰引入到光學(xué)密碼系統(tǒng)中,提出一種信息驗(yàn)證密碼系統(tǒng)。密文的接收者使用私鑰及指紋進(jìn)行解密,從解密結(jié)果可以判斷密文的真?zhèn)我约笆欠癖还粽叽鄹倪^�；谒岢龅男畔Ⅱ�(yàn)證密碼系統(tǒng)提出第一個(gè)相位編碼動(dòng)態(tài)變化的觀點(diǎn),每次加密過程中都會(huì)得到新的解密鍵。即使同一個(gè)明文兩次加密后所得到的密文及密鑰也是不同的,實(shí)現(xiàn)加密鍵與解密鍵、明文與密文的相互獨(dú)立。把相位調(diào)制技巧應(yīng)用于該信息驗(yàn)證系統(tǒng)中,破壞了系統(tǒng)的線性特性,借助于計(jì)算機(jī)仿真分析了指紋密鑰的敏感性。最后,借鑒網(wǎng)絡(luò)密�？ǖ幕驹�,在相位恢復(fù)的光學(xué)圖像加密系統(tǒng)中取得更進(jìn)一步的研究進(jìn)展。提出一種單相位調(diào)制的光學(xué)實(shí)現(xiàn)裝置,很好地實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像加密系統(tǒng)的簡(jiǎn)易化、便捷化。通過動(dòng)態(tài)口令與對(duì)稱密鑰之間所產(chǎn)生的限制條件破壞明文與密文的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)已有的攻擊方案表現(xiàn)出極強(qiáng)的魯棒性。借助于動(dòng)態(tài)口令及對(duì)稱密鑰的使用,該系統(tǒng)還具備一次一密及身份驗(yàn)證的特性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN918.4

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本文編號(hào)：1637548