安全数字密写算法研究及其应用

论文摘要

涉密信息在传输和存储中的安全是许多军事部门、政府部门、企业和个人十分关心的问题。保证涉密信息在网络和其他信道上传输的安全,在通信网络越来越发达的今天,显得无比重要。由于加密技术不能隐藏秘密信息的存在,容易引起怀疑、攻击、破坏甚至遭到破解。数字密写恰能弥补加密技术的缺陷,在安全隐蔽通信方面具有迫切的需求和广阔的应用前景。本文首先概述了数字密写在隐蔽通信方面的研究现状,分析了数字密写目前存在的问题,强调了安全数字密写的重要性和面临的挑战。然后介绍了数字密写的基本原理、基本方法和数字密写协议。重点研究了数字密写算法的安全性理论和安全性评价,分析了目前主要的感知性评价指标和评价方法,总结出了数字密写算法提高不可感知性的密写策略。在此基础上重点研究了图像小波域密写与密写分析现状,为了提高其安全性,提出了在小波域中频系数范围δ和θ之间保持直方图统计特性不变的安全密写方案。该方案不仅能抵抗频谱分析和能量差定量分析,还能抵抗压缩编码。算法安全性实验分析表明,安全性明显提高。最后,根据目前安全隐蔽通信的应用需求,结合上述安全数字密写算法及其系统安全性研究,设计并实现了一个安全性高、可扩展的数字密写系统。论文最后在总结上述工作的基础上,对安全数字密写研究进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 各类密写研究现状
• 1.2.2 密写安全性研究现状
• 1.2.3 存在的问题和未来研究方向
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 论文的总体工作和论文组织
• 第二章 数字密写基本理论
• 2.1 数字密写的基本原理
• 2.2 数字密写的基本方法
• 2.2.1 空域数字密写方法
• 2.2.2 变换域数字密写方法
• 2.3 数字密写协议
• 2.3.1 无密钥数字密写
• 2.3.2 私钥数字密写
• 2.3.3 公钥数字密写
• 2.4 数字密写安全性理论
• 2.4.1 绝对安全性定义
• 2.4.2 感知性探测定理
• 2.5 本章小结
• 第三章 数字密写算法安全性评价
• 3.1 数字密写安全性研究内容
• 3.2 算法安全性威胁
• 3.2.1 被动攻击
• 3.2.2 主动攻击
• 3.3 可感知性评价指标
• 3.3.1 主观评价指标
• 3.3.2 客观评价指标
• 3.4 可感知性评价方法
• 3.4.1 空域LSB密写的可感知性
• 3.4.2 DCT域密写的可感知性
• 3.4.3 小波域密写的可感知性
• 3.5 提高不可感知性的密写策略
• 3.6 本章小结
• 第四章 图像小波域安全密写算法研究
• 4.1 小波域密写概述
• 4.2 小波图像特点
• 4.3 密写方法
• 4.3.1 密写原则
• 4.3.2 密写步骤
• 4.3.3 提取方法
• 4.4 算法安全性分析
• 4.4.1 主观感知性分析
• 4.4.2 客观感知性分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 安全数字密写算法应用系统设计与实现
• 5.1 基于安全数字密写算法的应用系统总休概述
• 5.2 系统设计原则
• 5.3 系统主要功能
• 5.4 系统的体系结构及设计
• 5.4.1 发送方子系统结构图
• 5.4.2 系统模块说明
• 5.5 系统实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果