[发明专利]结合混合混沌和单帧数字全息技术的图像加密系统

摘要

本发明属于信息安全和光信息处理技术领域，为实现主要从光学系统上解决加密图像为复数形式不便直接记录的问题，以及从密钥生成方法上解决密钥管理和传输的问题。本发明采用的技术方案是，结合混合混沌和单帧数字全息技术的图像加密系统，包括以下三个部分：(1)密钥生成部分：两块随机相位掩模密钥分别由Logistic和ICMIC混沌组成的混合混沌及Logistic和Chebyshev混沌组成的混合混沌生成；混合混沌的初值和控制参数替代两块随机相位掩模作为加密系统的主密钥；此外，物光波的波长和菲涅耳变换距离作为加密系统的辅助密钥；(2)图像加密部分：(3)图像解密部分。本发明主要应用于信息安全和光信息处理。

主权项

一种结合混合混沌和单帧数字全息技术的图像加密系统，其特征是，包括以下三个部分：(1)密钥生成部分：两块随机相位掩模密钥分别由Logistic和ICMIC混沌组成的混合混沌及Logistic和Chebyshev混沌组成的混合混沌生成；混合混沌的初值和控制参数替代两块随机相位掩模作为加密系统的主密钥；此外，物光波的波长和菲涅耳变换距离作为加密系统的辅助密钥；(2)图像加密部分：在加密一幅特定的图像前，首先对两个混合混沌系统，设定合适的初值和控制参数；选择合适波长的光波作为物光波；设定合适的菲涅耳变换距离；然后，将待加密的图像紧贴在第一块混沌随机相位掩模的前侧，在物光波的照射下，进行距离为z1的菲涅耳变换，然后，经第二块混沌随机相位掩模调制后，进行距离为z2的菲涅耳变换；携带图像信息的物光波在CCD平面与参考光进行干涉，形成全息图并被CCD记录，该全息图形式的图像即为加密后的图像；(3)图像解密部分：当从全息图形式的加密图像中解密原始图像时，采用单帧数字全息技术将此问题作为一个约束优化问题来求解，将从该约束优化问题中求得的目标函数作为解密过程的输入图像，该输入图像被第二块混沌随机相位掩模的复共轭调制后进行距离为z2的逆菲涅耳变换，然后再进行距离为z1的逆菲涅耳变换，最后再被第一块混沌随机相位掩模的复共轭调制，就最终得到解密后的图像。