[发明专利]基于分数傅里叶域相位恢复过程的非对称双图像加密方法

摘要

基于分数傅里叶域相位恢复过程的非对称双图像加密方法，包括纯相位提取，相位调制，分数傅里叶变换步骤。本发明将基于分数傅里叶域相位恢复过程的非对称加密方法应用于双图像加密，加密过程与解密过程不同，且加密密钥不同于解密密钥，解决了传统对称加密算法易于攻击、加密密钥与解密密钥相同的缺点；通过攻击测试，证明本发明不仅对于暴力攻击的抵抗力强、而且对于噪声与其他的特定攻击的抵抗力也很强。同时，本发明的密钥空间大，解决了传统加密算法密钥空间不足的问题。本发明解密过程可通过光学方法实现，系统简单，操作方便。

主权项

基于分数傅里叶域相位恢复过程的非对称双图像加密方法，其特征在于，加密过程与解密过程不同，且加密密钥不同于解密密钥，包括纯相位提取，相位调制，分数傅里叶变换步骤，具体包括如下步骤：第一步，纯相位提取：有两幅原始灰度图像，使用分数傅里叶域相位恢复过程提取第i幅灰度图像fi(i＝1,2)的纯相位函数ξi,1(i＝1,2)；在使用分数傅里叶域相位恢复过程提取第i幅灰度图像fi(i＝1,2)的纯相位函数过程中，伴随产生纯相位模板函数φi,1,φi,2,ξi,2(i＝1,2)；第二步，相位调制：在临时图像生成模块中，一个复矩阵Hi通过振幅图像g与相应的两个纯相位函数ξi,1，ξi,2产生Hi=Fβ2{Fβ1[gexp(jξi,1)]exp(jξi,2)}---(1)]]>进行相位调制，两个Hi通过卷积运算被组合进一个矩阵HH＝H1*H2   (2)式(1)、(2)中j为虚部符号，exp{·}为指数运算，g为相位图像，Fα和Fβ表示不同阶段分数傅里叶变换，α1,α2,α3,β1,β2分别为对应的α和β的迭代相位恢复过程的分数指数，ξi,1、ξi,2是纯相位函数，H为调制结果，*表示卷积运算；第三步，分数傅里叶变换：对第二步得到的结果H实施α3阶分数傅里叶变换得到矩阵的振幅即为密文Cfinal，解密密钥φi,d也被同时生成：φi,d=arg[exp(jarg{Fα3(Hi)})|Fα3Hi||H|]---(3)]]>其中，|H|表示组合矩阵的振幅，j为虚部符号，exp{·}为指数运算，arg{·}表示矩阵的相位，d表示解密。