20、图像加密与IEEE 802.15.4收发器安全设计

图像加密与IEEE 802.15.4收发器安全设计

1. 图像加密方案介绍

在图像加密领域，为了克服传统双随机相位编码（DRPE）方案中第二透镜的局限性，提出了一种基于分数哈特利和旋转器混合变换的安全增强图像加密方法。该方法利用后置三重相位掩模，有效提高了加密的安全性。

1.1 关键参数与掩模

• 随机参数范围 ：$u_k$ 和 $v_k$ 的取值范围在 $[1, d^{\frac{1}{2}}]$ 之间，且随机生成。$k$ 的值位于区间 $[1, 2m]$ 内，在该方案中，为了生成确定性相位掩模（DPM）并简化方案，取 $m = 2$。
• 相位掩模 ：该方案使用了三种相位掩模作为密钥，分别是两个混沌随机相位掩模（CRPM1 和 CRPM2）和一个确定性相位掩模（DPM），其中 DPM 作为后置相位掩模。

1.2 加密与解密算法

• 加密算法 ：加密过程的输出由以下公式表示：
  [C(x, y) = DPM \cdot GT_{-\alpha}(CRPM2 \cdot FHT(p, q)(I(x, y) \cdot CRPM1))]
  其中，$I(x, y)$ 是原始图像，$C(x, y)$ 是加密后的图像，$*$ 表示共轭运算，$DPM$ 是确定性相位掩模，$CRPM1$ 和 $CRPM2$ 是两个混沌随机相位掩模，$GT_{\alpha}$ 表示旋转角为 $\alpha$ 的旋转器变换，$FHT(p, q)$ 表示具有两个阶参数 $p$ 和 $q