《基於光學反問題的圖像加密算法破解研究》是依託哈爾濱工業大學，由劉樹田擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於光學反問題的圖像加密算法破解研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉樹田
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光學圖像加密是光學信息和數位訊號處理領域中的一個熱點課題，近十幾年來該研究方向取得了眾多成果，其中分數傅立葉變換在光學圖像加密技術中具有重要的套用價值。研究者的興趣大多集中在發展加密算法上，而在破解加密圖像方面研究得比較少。本課題研究主要目的在於從光學反問題的視角探索圖像加密算法的破解艱祖煉。我們從盲解卷積算法、位相恢復算法、蒙特卡羅算法以及暴力破解等方度出發，通過部分線索結合一定的算法來解密被加密的圖像信息。針對現有的一些圖像達剃地加密算法，白慨夜我們將研究相應的破解算法。通過該研究工作我們也試圖給出一個定量衡量圖像加密算法安全性的方法。該課題的順利完成對於促進信息安全技術、光學信息處理及數位訊號處理等領域的研究和套用具有重要理論意義和廣泛的套用價值。
結題摘要
本項目進展順利，基本上按任務書中內容展開相關研究，項目的研究要點包括：（1）基於相位恢復算法提出了若干新型的圖像加密/解密和圖像水印方法：我們圍繞相位恢復算法這一典型的光學反問題求解方式，結合多種數學變換，例如分數傅立葉變換、Gyrator變換以及Arnold變換等，提出了一些實現光學圖像加密的方法：如基於Gyrator變換域的疊代隨機相位編碼加密；基於Arnold變換和Gyrator變換的圖像加密技術；基於分數傅立葉變換以及隨機位相編碼的水印技術；基於Gyrator變換域位相恢復算法的水印技術；基於Michelson干涉的光學類流密碼的圖像加密系統；疊代雙隨機相位料組捉紋編碼算法的已知明文攻擊方案等。（2）提出了多種雙圖像和多圖像加密方案：我們在本項目才龍中提出了多種實現雙圖像和多圖像加密的方案，例如：基於Gyrator變換和仿射變換的雙圖像加密算法；基於Arnold變換和離散分數角度變換的雙圖像加密；基於聯合分數傅立葉變換和gyrator變換的雙圖像分存加密算法；基於gyrator變換域疊代二值編碼的雙圖像加密算法; 基於頻移技術的光學多圖像加密算法以及基於gyrator變換域像素交換和隨機相位編碼的雙圖像加密方案等等。（3）提出了多種彩色圖像加密算法：本項目根據彩色圖像的特點，結合色彩空間特性提出了幾種新型的彩色圖像加密方案，包括：基於顏色矢量旋轉操作的圖像加密算法；基於IHS空間上的Arnold變換和離散分數隨機變換的彩色圖像加密算法；基於離散餘弦變換和顏色混合操作的彩色圖像加密算法以及多頻譜及全色圖像融合技術等等。（4）提出了多種基於圖像旋轉置亂以及局域操作的圖像加密方拘放喇法：我們嘗試從新的角度解決圖像幾重刪肯加密的問題，例如基於圖像的局域操作、旋轉、置亂等處理方式進行圖像的加密。本項目中我們提出了幾種加密方案，包括：基於gyrator變換域旋轉方形子圖像的圖像隱藏方案；基於Baker映射和一維分數傅立葉變換的圖像加密算法；基於分數傅立葉變換和像素置亂操作的圖像加密算法；基於分數傅立葉變換域隨機旋轉操作的圖像加密算法以及基於gyrator變換域隨機局域相位編碼的圖像加密算法。 項目期間，共發表學術論文35篇，全部被SCI收錄，完成了任務書預定成果指標。
