基于置乱块压缩感知的图像鲁棒加密算法

作     者：王兰 肖迪 王飞 石熙 WANG Lan;XIAO Di;WANG Fei;SHI Xi

作者机构：重庆第二师范学院人工智能学院重庆市儿童大数据工程实验室重庆市交互式教育电子工程技术研究中心重庆400147 重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065 重庆大学计算机学院重庆400044 中国人民解放军77626部队拉萨851400 

基　　金：国家自然科学基金(61572089) 重庆市基础科学与前沿技术研究重点项目(cstc2017jcyjBX0008) 重庆市自然科学基金(CSTC2021-msxm1993) 重庆市教委科技项目(KJQN202001617) 重庆第二师范学院青年项目(KY201926C) 重庆市电子信息重点学科资助 

出 版 物：《密码学报》 (Journal of Cryptologic Research)

年 卷 期：2022年第9卷第2期

页      码：267-283页

摘      要：资源受限环境下图像数据如何高效传输并保证图像的安全性和鲁棒性具有挑战性.本文设计了一种基于置乱块压缩感知的图像鲁棒加密算法,实现了兼顾高效、安全的图像鲁棒传输.该算法使用小波变换(DWT)对图像进行稀疏表示,采用置乱的块压缩感知进行测量,有效减少数据传输量同时作为第一层加密;设计量化器对测量值量化为有限精度;由Logistic-Tent混沌映射产生的密钥对量化值采用混淆-扩散机制来进一步增强安全性.解密过程包括逆混淆-扩散的解密操作,采用GRSR重构算法获得图像高性能重建并保证传输鲁棒性.通过实验仿真结果以及对比分析表明,原始图像在0.05的采样率下其重构图像的PSNR值为20.4 dB;在90%的丢包率下重构图像PSNR值也达到22.24 d B;在256×256的剪切攻击下重构图像仍保留主要信息且视觉可接受.本文算法具有较高的压缩性能,且能够抵抗蛮力攻击、统计攻击、丢包攻击、剪切攻击、噪声攻击等常见攻击并具有较好鲁棒性.

主 题 词：压缩感知 图像加密 鲁棒加密 快速压缩采样 

学科分类：08[工学] 0839[0839] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.13868/j.cnki.jcr.000518

馆 藏 号：203111419...