基于分数梅林变换的光学图像加密方案研究

针对目前多数基于傅里叶变换类的光学图像加密方案的线性属性构成的安全隐患，本项目拟对典型的光学图像加密方案，从复杂度、安全性、稳定性、抗攻击能力等方面进行系统的研究和分析，并结合密码学和光学的原理，从信息论的角度，研究并构建光学图像加密系统的信息论安全性模型，该模型将解决不同光学图像加密方案的安全性分析手段不统一的困难，将为光学图像加密系统的技术实现提供安全性判据。在信息论安全性模型的框架下，充分考虑信息安全和密码学层面的约束，利用分数梅林变换及其扩展变换的非线性属性研究并设计具有信息论安全性的光学图像加密新方案，增加密钥的灵活性，扩大密钥空间，克服线性光学图像加密系统的安全性缺陷，并研究基于分数梅林变换类的图像加密方案的最佳实现方法，进一步改进和完善光学图像加密系统的安全性和可用性。本项目的完成将为军事、金融等领域的敏感图像信息保护提供新机制，并将使光学图像加密技术的研究获得突破性进展。

本项目构建了光学图像加密系统的信息论安全性模型，构造了多阶数离散分数梅林变换和保实分数梅林变换。充分考虑信息安全和密码学层面的约束，课题组利用分数梅林变换及新构造的扩展变换的非线性属性研究并设计了一系列安全的光学图像加密新方案，并给出了基于分数梅林变换类的图像加密方案的有效实现方法。这些方案增加了密钥的灵活性，扩大了密钥空间，克服了线性光学图像加密系统的安全性缺陷。课题组已发表和录用学术论文28篇，其中SCI期刊论文14篇，EI期刊论文8篇，论文被SCI他引30多次，获授权发明专利1项，申请发明专利3项，获批6项相关国家级和省级科研项目。