4、图像加密与固定点迭代的技术解析

图像加密与固定点迭代的技术解析

图像加密技术

在图像加密领域，提出了一种使用结构化相位掩码（SPM）和随机相位掩码（RPM）的非对称加密系统，该系统可用于灰度和二值图像的加密。

关键参数与公式

• 关键参数 ：系统中使用的参数包括焦距（f）、波长（λ）、像素间距和拓扑电荷（P）。合理使用这些参数有助于维护系统的安全性。
• 相关公式 ：
  • 环形波前的复部由公式 $U(r) = exp\left(-i\pi r^{2}/(\lambda f)\right)$ 给出，其中 $f = 400$ mm 为焦距，$\lambda = 632.8$ nm 为波长，像素间距为 0.023，$r_{0} = 0$。
  • 径向希尔伯特函数在极坐标 $(P, \theta)$ 下表示为 $H(P, \theta) = e^{iP\theta}$，其中 $P$ 为变换阶数。
  • 生成的 SPM 由公式 $SPM(p, \theta, r) = H(P, \theta) \times U(r) = e^{i\left(P\theta - k(r)^{2}/(2f)\right)}$ 给出。

加密过程

加密过程的流程图如下：

graph TD;
    A[输入图像] --> B[与 SPM 卷积];
    B --> C[应用离散余弦变换