基于多参数分数傅里叶变换和ARNOLD变换的图像加密方法

李　洋，王兆伟，徐山峰，张永利

(中国电子科学研究院，北京　100041)



工程与应用

基于多参数分数傅里叶变换和ARNOLD变换的图像加密方法

李洋，王兆伟，徐山峰，张永利

(中国电子科学研究院，北京100041)

利用多参数分数傅里叶变换(MPFRFT)对图像进行双随机相位加密，提供了更加丰富的密钥空间，使加密图像具有较高的安全特性。但是随机相位矩阵作为密钥占用了更多的密钥空间，给传输和解密都带来负担。本文提出将MPFRFT和ARNOLD变换相结合的加密方法，利用ARNOLD变换对给定相位矩阵进行置乱变换，再利用置乱矩阵对图像进行相位编码，然后利用MPFRFT变换进行图像加密。本文提出的加密方法不需要随机相位矩阵作为密钥随加密图像进行传输，节省了密钥空间。仿真实验表明该算法具有更小的密钥空间，同时仍然具有较高的安全特性和抗攻击能力。

多参数分数傅里叶变换(MPFRFT)； ARNOLD变换; 图像加密

TP309.7

A

1673-5692(2016)02-164-05

0　引　言

图像数据的获取、传输和处理已经成为人类接收和表达信息的重要手段。对于一些涉及到国家安全、商业机密或个人隐私的图像信息采取必要的安全保护措施是非常必要的，否则会带来严重的后果。图像加密技术是保护图像信息最直接、最有效的方法[1]，这种技术将图像数据处理成杂乱无章的、类似噪声的无意义图像，然后进行保密传输，加密的图像使未授权者无法浏览图像内容。

多参数分数阶傅里叶变换(MPFRFT)的提出源于分数阶傅里叶变换(FRFT)的多样性特征，是将加权类分数傅里叶变换推广到包含两个向量参数M,N∈M的一种广义定义形式[2-3]。……