研究目的
提出一种基于模拟-数字混合光电混沌源与压缩感知的新型图像加密方案,以提升图像加密与传输的鲁棒性、安全性及效率。
研究成果
基于混合电光混沌源与压缩感知的图像加密传输方案具有高效性、安全性和鲁棒性。该方案融合了模拟混沌系统与数字混沌的优势,兼具高效率与良好的安全性能。未来工作将聚焦于改进模拟-数字混沌源的结构设计,并实现系统的实验验证。
研究不足
系统的鲁棒性取决于混沌信号之间的同步质量,这可能会受到模拟设备参数失配的影响。该方案在实际应用中可能需要进一步优化。
1:实验设计与方法选择:
该方案采用模拟-数字混合电光混沌源生成混沌序列,并利用压缩感知技术进行图像加密与压缩。
2:样本选择与数据来源:
选用一幅256×256像素、256阶灰度的测试图像。
3:实验设备与材料清单:
系统包含连续波激光二极管(CW-LD)、相位调制器(PM)、色散调控器件(DMD)、光电二极管(PD)、模数转换器(ADC)、移位寄存器(SRs)以及时钟频率(CLK)等组件。
4:实验步骤与操作流程:
利用混合混沌系统生成的混沌序列对明文图像进行加密,并通过压缩感知实现压缩,随后传输加密图像并在接收端解密。
5:数据分析方法:
通过峰值信噪比(PSNR)、直方图分析、相关性分析及信息熵评估性能。
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continuous-wave laser diode
CW-LD
Generates continuous laser light for the chaotic system.
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phase modulator
PM
Modulates the phase of the light wave based on the digital signal.
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dispersion manipulation device
DMD
Implements phase modulation to intensity modulation (PM-to-IM) conversion.
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photodiode
PD
Converts optical signals to electrical signals.
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analog-digital converter
ADC
Converts analog electrical signals to digital signals.
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shift registers
SRs
Used for feedback loop in the digital part of the chaotic system.
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clock frequency
CLK
Controls the timing of the digital signal processing.
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