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《天津大学》 2006年
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基于信息光学的多维数据加密及数字水印

张鹏  
【摘要】: 基于光学理论与方法的数据加密和信息隐藏技术是近年来在国际上开始起步发展的新一代信息安全理论与技术。作为国家自然科学基金项目:“基于虚拟光学框架的多维信息隐藏及密码学”(项目号:60472107)、中国科学院模式识别国家重点实验室开放课题基金项目:“基于信息光学的多维数据隐藏理论与技术”、广东省自然科学基金项目:“基于虚拟光学框架的多维信息密码学研究”(项目号:04300862)和深圳市科技计划项目:“基于虚拟光学的信息安全技术”(项目号:200426)的重要研究内容之一,本论文对基于信息光学的多维数据加密及数字水印中的若干关键技术进行了系统的研究,主要工作包括以下几个方面: 1.阐述了“虚拟光学”的概念,深入研究了虚拟成像(VOI)和虚拟类全息(VOH)两种基于虚拟光学模型构建的多维数据加密算法的设计原理、实现技术、密码系统多维密钥设计技术。 2.提出利用并行DSP实现基于虚拟光学的多维数据加密算法的电子学硬件实现方法。建立的基于TMS320C6701并行DSP芯片的高密级数据加密系统,利用电子手段(并行硬件、并行算法)模拟光学数据处理的过程,有效的将电子数据加密处理器和光学数据加密处理器各自的主要优点相结合,完成了虚拟光学多维数据加密算法的高速、准并行编码。 3.提出基于虚拟光学的多维数据加密算法的安全性分析及综合评估方法。以VOI和VOH两种基于虚拟光学概念与方法构造的新型对称分组密码算法为例,首次对光学数据加密系统的安全性进行了详细的密码分析学研究,包括复杂度、密钥长度、密钥与分组、混淆和扩散性能、雪崩效应、非线性性、算法的硬件实现特性、弱密钥、陷门等关键问题。提出的分析方法,对于其它基于光学信息处理技术构建的密码系统也同样具有较大的参考意义。 4.首次从完整的信息安全系统的角度来考虑光学信息安全问题,将基于虚拟光学的多维数据加密和解密技术与公钥密码学的方法相结合,提出了一种混合密钥加密系统,并加入了认证技术从而构建了一个网络环境下的虚拟光学信息安全系统模型,为光学信息安全走向实用化奠定了必要的基础。 5.将虚拟光学的概念与方法扩展到在三维空间研究数字水印的嵌入与提取问题,提出了一种基于虚拟光学的三维空间数字水印算法。该水印算法具有清晰的物理背景以及良好的可证明性、不可感知性、安全性和鲁棒性。为了进一步提高安全性,对水印算法做了改进,提出了一种结合随机模板编码的高安全强度三维空间数字水印算法。 6.运用密码分析学的方法对双随机相位加密系统进行了安全性分析,并提出了
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP309.7

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 徐宁;花丽丽;杨庚;;虚拟光学加密系统的仿真与性能分析[J];光电工程;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孟祥锋;基于迭代相位恢复算法和相移干涉术的光学信息安全技术的研究[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王轶娴;基于分数梅林变换的光学图像加密算法[D];南昌大学;2011年
2 陈寅伟;基于分数傅里叶变换的数字水印技术[D];吉林大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙圣和,陆哲明;数字水印处理技术[J];电子学报;2000年08期
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10 彭翔,张鹏,牛憨笨;基于虚拟光学的三维空间数字水印系统[J];光学学报;2004年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 易开祥;数字图象加密与数字水印技术研究[D];浙江大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨兴江;数字水印技术研究综述[J];阿坝师范高等专科学校学报;2004年04期
2 张硕;蔡如华;蒋英春;;基于混沌调制的图像双置乱算法[J];合肥师范学院学报;2009年03期
3 陈正权;;VPN技术在国税网上申报系统中的应用研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
4 姜婷;何鲲;;基于小波变换和置乱技术的自适应二值水印新算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
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8 邵泽云;;基于“Z字型”变换的数字图像置乱技术[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2007年01期
9 郑江云;;基于信噪比的完全自适应灰度图像水印算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
10 陈逢林;胡万宝;;模逆算法在密码学教学中的地位和应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡蓉;钱斌;张云生;;一种基于SVD和PCA的数字图像水印算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 李环;华宇宁;冯敏;;基于改进小波变换的音频水印算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 张肃;于远航;张宇;王文生;;小波变换在微光目标探测与识别中的应用[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
4 刘芳;韩英;冯雁;;基于MATLAB的信息隐藏实验设计[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集(下册)[C];2010年
5 倪蓉蓉;阮秋琦;;一种新的数字水印算法的研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
6 唐向宏;杨联杰;黄雄军;;基于奇异值分解与KL变换的数字水印算法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
7 耿迅;徐水平;;数字水印技术在测绘领域中的应用[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
8 牛少彰;舒南飞;;基于DCT域的数字图像双水印算法[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
9 王泽辉;;数字音频的新型密码体制及信息隐藏的普适框架[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
10 丁勇;;一种RSA代数证明方法在教学中的应用[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈雪松;音频数字水印算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陈大庆;光学信息处理技术在鲁棒数字水印中的应用研究[D];苏州大学;2010年
3 夏嵬;抗几何攻击的鲁棒数字图像水印算法研究[D];华中科技大学;2010年
4 田晖;基于流媒体的隐蔽通信技术研究[D];华中科技大学;2010年
5 朱少敏;多媒体数字水印若干关键算法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
6 彭宏;基于机器学习方法的数字音频水印技术研究[D];电子科技大学;2010年
7 宋庆和;数字全息检测及其控制系统研究[D];昆明理工大学;2008年
8 曾宪庭;基于图像的无损信息隐藏技术研究[D];浙江大学;2010年
9 潘巨龙;无线传感器网络安全机制中若干问题研究[D];浙江大学;2011年
10 李卓;图像信息隐藏与隐写分析算法的研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何帅;动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 晁玉海;基于二维条码的水印技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 陈红娟;基于Turbo码实现BMP图像的信息隐藏研究[D];郑州大学;2010年
4 徐雯;VDR音频数据数字水印算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李存伟;基于N点均值的矢量地图数字水印算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 兰世爽;基于SIFT特征点的抗几何攻击数字水印研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 何巍;基于伪Zernike矩抗几何攻击的水印算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 苗锡奎;基于混合域及分形理论的抗几何攻击数字水印算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 沈洋;三网融合环境中的信息安全技术研究[D];大连海事大学;2010年
10 尹波;基于多重小波系数集的图像水印盲提取算法[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙圣和,陆哲明;数字水印处理技术[J];电子学报;2000年08期
2 平先军,陶然,周思永,王越;一种新的分数阶傅立叶变换快速算法[J];电子学报;2001年03期
3 张鹏,彭翔,牛憨笨;一种虚拟光学数据加密的系统实现[J];电子学报;2004年10期
4 顾翔,徐克璹;用于相位恢复的GS算法的一点改进[J];复旦学报(自然科学版);2000年02期
5 司徒国海,张静娟,张艳,赵震声;级联相位恢复算法用于光学图像加密[J];光电子·激光;2004年03期
6 史诗;司徒国海;张静娟;;多图像光学隐藏的菲涅尔变换方法[J];光电子.激光;2007年11期
7 袁建国;梁天宇;李柚;何丽;;基于双密钥分割合成滤波的相位编码的密钥恢复算法[J];光电子.激光;2011年04期
8 周昕,陈建国;双随机位相编码信息隐蔽传递过程中的融合和重构图像质量的研究[J];光学技术;2004年05期
9 周昕,陈建国;数据偏差对双随机位相解码重构图像噪声特性的影响[J];光学技术;2005年01期
10 辛怡;陶然;王越;;基于分数阶Fourier变换的数字图像实值加密方法[J];光学技术;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 易开祥;数字图象加密与数字水印技术研究[D];浙江大学;2001年
2 曾阳素;分数傅里叶光学的应用研究[D];四川大学;2002年
3 吕且妮;数字全息技术及其在粒子场中的应用研究[D];天津大学;2003年
4 刘正君;分数阶变换及其在图像加密和滤波中的应用[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 吴克难;信息安全中的光学加密和验证技术研究[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 谢嘉宁;光学信息处理过程的计算机仿真方法研究[D];西北工业大学;2002年
2 赫明钊;数字全息图像加密及水印技术[D];山东大学;2005年
3 刘莉;基于分数傅立叶变换的光学加密防伪技术[D];国防科学技术大学;2004年
4 邓晓鹏;光学图像加密研究[D];电子科技大学;2006年
5 张彩;基于随机相位的光学加密及身份验证技术[D];大连理工大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 邵明珍;基于钠光干涉的透明体表面形貌测量系统的研究[D];山东大学;2011年
2 张礼;基于分数阶Fourier变换的图像处理方法及应用研究[D];电子科技大学;2010年
3 黄大明;透明介质表面形貌检测方法探究[D];山东大学;2012年
4 智佩;基于体散斑相位恢复的曲率半径测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 颜树华,戴一帆,吕海宝,李圣怡;二元光学器件激光直写技术的研究进展[J];半导体光电;2002年03期
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3 丁玮,闫伟齐,齐东旭;基于生命游戏的数字图像置乱与数字水印技术[J];北方工业大学学报;2000年01期
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7 韦志辉,秦鹏,欧阳宏彬,富煜清;基于小波域中视觉门限模型的数字水印技术[J];东南大学学报;1998年05期
8 张春田,苏育挺;信息产品的版权保护技术——数字水印[J];电信科学;1998年12期
9 黄继武,YunQ.SHI,程卫东;DCT域图像水印:嵌入对策和算法[J];电子学报;2000年04期
10 刘瑞祯,谭铁牛;基于奇异值分解的数字图像水印方法[J];电子学报;2001年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 位恒政;彭翔;;约束集投影算法和4f相关器的光学密码系统的已知明文攻击[J];光学学报;2008年03期
2 王红霞;赵玮;刘长文;张瑜;刘皓淳;;基于变形分数傅里叶变换的六重密钥图像加密[J];光子学报;2007年04期
3 黄峰;冯勇;;一种新的可逆二维混沌映射图像加密算法[J];光学技术;2007年06期
4 宁提纲;谭中伟;刘艳;郑晶晶;童治;裴丽;简水生;;光纤光栅不同温度下偏振模色散的研究[J];压电与声光;2006年05期
5 卢向东;欧伟英;;基于光电联合傅立叶变换相关识别的增强技术研究[J];激光杂志;2008年04期
6 陈戍;常胜江;张延炘;;一种成倒像投影关系的非相干光相关器[J];激光与光电子学进展;2008年12期
7 边心田;程菊;苏显渝;陈文静;;双摄像机傅里叶变换轮廓术的数据融合[J];激光杂志;2011年04期
8 梁珺;何红;高鸿奕;;全息位相差放大技术研究进展[J];激光与光电子学进展;2005年11期
9 颜树华;;灰度掩模等级的精确控制研究[J];光电子.激光;2007年01期
10 胡文刚;王永仲;华文深;;利用相关分析法测量空间光调制器的相位调制特性[J];光学技术;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曹益平;苏显渝;陈文静;向立群;张启灿;刘元坤;;推动《信息光学》课程改革,提高学生学习兴趣[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 胡正良;杨华勇;阳明晔;;《信息光学》课程建设探讨[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 纪运景;杨庆;;加强信息光学实验课程改革,提高实验能力[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(上册)[C];2010年
4 蒋俊贞;邱怡申;;本科专业课程“信息光学”教学初探[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
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6 王红霞;刘长文;赵玮;毛彩荣;;不对称分数傅里叶变换双随机相位编码图像的加密[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姜楠 记者 李林岩;长春光机所两项目通过验收[N];吉林日报;2010年
2 王龙玉;金华与浙师大商讨校地科技合作事宜[N];金华日报;2008年
3 张戈;大学物理拓展与应用[N];中华读书报;2003年
4 记者 张莲娜 刘敏慧;上市公司金融展上大出风头[N];中国证券报;2000年
5 ;内网安全重意识[N];中国电脑教育报;2007年
6 本报通讯员 孙宁华本报记者 陈晓春;苏大:科研创新与地方发展和谐共振[N];新华日报;2007年
7 孟雄辉;数据加密:一把“安全锁”[N];中国计算机报;2002年
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9 陈树荣 耿新芳;在创新中超越(归国留学人员风采录)[N];人民日报海外版;2004年
10 张晓昭;大连全面推行工程刷卡投标[N];中国建设报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张鹏;基于信息光学的多维数据加密及数字水印[D];天津大学;2006年
2 孟祥锋;基于迭代相位恢复算法和相移干涉术的光学信息安全技术的研究[D];山东大学;2008年
3 位恒政;光学对称密码分析学的研究[D];天津大学;2008年
4 韩亮;光学小波变换及其滤波器研究[D];重庆大学;2008年
5 吴克难;信息安全中的光学加密和验证技术研究[D];大连理工大学;2009年
6 江兴方;遥感图像去云方法的研究及其应用[D];南京理工大学;2007年
7 陈大庆;光学信息处理技术在鲁棒数字水印中的应用研究[D];苏州大学;2010年
8 须萍;金属/电介质颗粒复合体系的光学性质[D];苏州大学;2004年
9 曾阳素;分数傅里叶光学的应用研究[D];四川大学;2002年
10 邵双运;调制度测量轮廓术应用研究[D];四川大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄东伟;移动可编程数据加密系统的设计与实现[D];青岛科技大学;2010年
2 王旭军;初中物理CAI虚拟光学实验室的设计和实现[D];四川师范大学;2010年
3 张同升;基于FPGA数据加密系统中信息传输可靠性研究[D];黑龙江大学;2012年
4 朱凯午;光瞳滤波器的三维超分辨性能[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 赵雅晶;全数字全息术在信息安全方面的应用[D];暨南大学;2005年
6 徐展斌;纯相位液晶空间光调制器的性能及其微衍射元件研究[D];浙江师范大学;2009年
7 焦春妍;三维形貌光学测量研究与应用[D];昆明理工大学;2006年
8 程学彩;振幅调制和像素随机置换技术在双随机相位加密系统中的应用[D];山东大学;2009年
9 孙文静;基于网络通信的数据加密系统的应用研究[D];南京气象学院;2003年
10 王邦平;三维面形测量及其在强激光功率密度测量中的应用[D];昆明理工大学;2004年
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