基于半张量积的图像加密

摘要：

目的 作为一门以数学为基础的学科,数学领域的新进展经常能够促进加密技术及密码学的研究与发展.半张量积理论是一种新的数学工具,是传统矩阵乘法理论的推广,它对于实现不同阶的高维矩阵数字信号处理提供了一个非常好的途径.为研究半张量积理论在数字图像处理中的应用,提出一种基于半张量积的图像加密算法.方法 算法以明文内容为密钥参数,以张量积运算构建阶数远小于输入图像尺寸的可逆密钥矩阵,将低阶密钥矩阵与高阶输入图像进行半张量积运算实现图像的加密与解密.结果 实验采用8×8密钥矩阵对多个不同尺寸的输入图像进行了验证,比较验证表明,从算法安全性、运行效率来说本文算法较现有的一些算法更有优势,能降低约10％～30％的计算时间.结论 提出了一种新的加密算法,只要满足密钥矩阵阶数与输入图像尺寸之间的整数倍关系,一个固定阶数的密钥就能实现对不同尺寸图像的加密及解密,有效降低了数据运算量.实验结果表明,该算法具有较高的安全性和运行效率,可在实时数据加密中得到应用.

关键词：图像加密、张量积、多尺寸、半张量积、高维矩阵、低维秘钥

所属期刊栏目：21

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金项目61374155;浙江省自然科学基金项目LY14E070001;浙江省高等学校访问学者专业发展项目FX2014090;浙江省科技计划项目2014C33058 National Natural Science Foundation of China61374155;Natural Science Foundation of Zhejiang Province,ChinaLY14E070001

在线出版日期：2016-04-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：282-296