基于超混沌及压缩感知的计算鬼成像加密方案研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanshangliujing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
计算鬼成像技术作为一种新兴的光学技术,具备良好的空间分辨能力和抵抗环境干扰的能力,一经出现便引起了研究人员的关注,并广泛用于军事,加密,雷达等领域。随着信息安全技术的发展,计算鬼成像的信息安全问题也引起了人们的重视,如何保证图片信息传输过程中不被窃取及篡改,实现安全的加密通道是计算鬼成像的重要研究课题。因此,研究计算鬼成像技术的安全问题具有重要的现实意义。
  本文首先概述了课题研究的背景及意义,主要介绍了鬼成像的发展历程以及基于计算鬼成像技术的加密方案国内外研究现状,同时介绍了混沌系统的发展历程以及混沌加密的研究现状。然后,详细论述了鬼成像基本理论、基于计算鬼成像技术加密的流程、压缩感知理论和混沌理论。最后提出了两种基于计算鬼成像技术的加密方案,具体内容如下。
  (1)本文提出了一种基于超混沌系统和DNA编码的计算鬼成像加密方案。在该方案中,首先利用一个四维的超混沌系统生成四个长的伪随机序列,然后通过DNA操作扩散这些伪随机序列获得相位掩膜序列。最后,由相位掩膜序列生成多个随机相位掩膜矩阵,并加载到空间光调制器(Spatial light modulator, SLM)。激光束通过空间光调制器进行相位调制产生非相干光。经过菲涅耳衍射后,调制光束传输至物平面,透过物体(或反射回来)的光场强度由物平面后方的桶探测器接收,桶探测器探测结果即为密文。仿真结果和安全性分析证明该方案具有良好的性能。
  (2)本文提出了一种基于KSVD算法的压缩感知鬼成像加密方案。该方案中,首先,用四维超混沌系统生成伪随机序列,通过DNA编码技术对序列进行变换生成相位掩模矩阵从而实现对激光束的相位调制。其次,利用KSVD算法对原始图像进行稀疏表示,将稀疏图像作为待加密图像放置在物平面。然后,调制后的光束照射物平面并由物平面后方的桶探测器接收,图像被加密成一系列的桶探测器探测结果。最后,利用压缩感知重构技术从密文中恢复出原始图像。通过仿真验证和安全性分析表明,所提出的加密方案可有效抵御已知的攻击方法,并在保证解密图像质量的前提下,大大缩减采样次数,提高了图像传输效率。
其他文献
回转窑作为生产流程中的核心设备,被广泛用于各种工业应用中,如电厂炉窑、水泥生产和钢铁生产等。窑的运行效率取决于各种参数,例如倾角,温度,转速,物料流率和出料率。保持回转窑的充分稳定燃烧,使得温度保持恒定,提高产品质量至关重要。能有效的识别与预测回转窑内燃烧状态是工业生产中非常重要和具有挑战性的问题。然而,传统的基于图像处理的方法前期需要对数据进行大量的预处理,并且精度有限。本文提出了一种基于深度学
随着通信技术的迅速发展,传统射频通信的有限频谱资源已经无法满足用户对于带宽日益增长的需求。可见光通信(Visible light communication ,VLC)技术因其不受控制的可见光频段,同时进行光照和数据传输的特点引起人们的广泛关注。发光二极管(Light emitting diode ,LED)因其低功耗、高响应、同时具备传输和照明功能的特点多被作为发射端信号源,互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor ,CMOS)因其易便携、易内
[摘 要]文章以“流水的堆积地貌”为例,探讨基于演绎法的高中地理概念教学:首先通过实验探究、感知活动、概念推导构建主要地理过程,再根据已有的一般概念演绎推理个别概念,让学生学会概念分析与应用,帮助学生架构知识体系、增强地理逻辑思维、提高综合思维能力。  [关键词]演绎法;高中地理;概念教学;教学设计  [中图分类号] G633.55 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6
期刊
在无线通信中,传输环境的干扰会造成能量损耗,接收信号通常具有很强的随机性和较弱的强度,有效信号的检测困难仍然存在。在远距离空间通信中,保障空间信息传输的稳定性很重要。关联成像作为一种新颖的非局域成像方式,具备良好的空间分辨能力和抵抗环境干扰的能力,在大气干扰和弱光环境显示出优越性。莱斯衰落信道是应用广泛的一种小尺度快衰落信道,通常描述具有直接路径和无限多个多径散射源的环境,信道质量可通过莱斯因子的估计直接反映出来。本文基于莱斯衰落信道模型对关联成像质量进行研究,具体内容和创新点如下:
  1.研究了
混沌系统具有很多特性,比如初始值敏感特性、不可预测性和拓扑混合特性。这些有价值的特性使得混沌系统被广泛研究以及被应用在很多方面。当混沌系统进行实际应用时,一些现存的混沌系统存在缺陷。一方面,存在一些可以识别初始状态或估算混沌信号的一些技术,来预测许多现有混沌系统的动态行为。另一方面,当混沌行为在一些有限精度平台被模拟时会发生混沌退化,这会使混沌行为降级为周期性行为,从而给基于混沌的应用带来负面影响
为了提升合成宽带成像制导雷达在超/高超声速应用情况下的目标探测能力、低截获能力以及抗干扰能力,高重频随机跳频合成宽带波形已经开始应用。相对于常规的步进频率合成宽带体制,随机跳频合成宽带体制雷达回波中的距离-多普勒耦合效应更加复杂,并且回波相位与目标距离、速度的关系是随机的、非线性的。在这种情况下,不管是距离方向的脉冲压缩处理还是速度/多普勒频率方向的波束锐化处理,都难以采用常规的离散傅里叶逆变换(IDFT)方法或快速傅里叶逆变换(IFFT)快速算法实现,并且常规在距离、多普勒两个方向上进行分维处理的方法也
随着无线通信系统的逐步演变和发展,人们对数据速率、信号调制方式也有了更加高的需求。通信系统变得更加庞大和复杂,因此在通信过程中对信号的带宽和峰均功率比提出了更高的要求。同时,现代的通信系统应该有着更加多变的应用场景,所以需要对通信系统进行持续的优化和改进,尤其是功率放大器方面,于是设计一款小型、高效、低功耗的功率放大器将对无线通信系统有着重要意义。
  本文主要阐述无线通信系统下射频功率放大器的分析和设计,首先介绍了功率放大器的研究背景和意义,以及讨论了目前国内外对功率放大器的研究现状和趋势。基于功
[摘 要]文章针对人教版高中地理必修1第六章第一节开头“洪涝灾害”部分的教学,结合真实情境——2020年安徽省洪涝灾害险情,通过课标分析、教材分析、学情分析、教学重难点分析,确定教学设计思路与理念,进行教学目标设计、教学过程设计,让学生加深对洪涝灾害的认识,并能够真正掌握实用的防灾减灾知识。  [关键词]情境教学;教学设计;洪涝灾害;防灾减灾  [中图分类号] G633.55 [文献标识码
期刊
脉冲星候选体选择是脉冲星搜寻任务中的重要步骤。随着现代射电望远镜脉冲星巡天探测的规模不断加大、设备的灵敏性大幅提升,产生的脉冲星候选体数量也越来越多,但其中存在大量的射频干扰或背景噪声,有些和脉冲星信号非常相似。利用人工识别的方法进行筛选效率极低并且具有很强的主观性,无法满足巡天观测的数据时效需求,也不能实现对数据的实时处理,这使得人工识别方法很难精选出值得进一步观测的候选体。为此,构建智能高效的脉冲星候选体选择模型,提升候选体选择性能,对搜索新脉冲星具有十分重要的作用。
  人工智能是能够对脉冲星
在大数据时代,数据蕴含着巨大的商业价值。为了体现大数据作用与价值,需要管理数据的产生、存储、处理和分享等全过程。新兴计算模式——云计算提供强大的计算和存储能力,吸引越来越多的企业和个人倾向于将数据保存到云端。然而,云环境下用户数据的外包存储,将导致数据所有权、管理权和使用权的分离。在云服务提供商并非完全可信的情况下,需要增强用户数据的隐私安全,并且兼顾数据访问的高效性。
  作为一种一对多的数据加密技术,基于属性加密(Attribute-Based Encryption, ABE)能够实现细粒度的访