时空半导体激光器的同步及其在彩色图像加密中的应用

光学混沌是当前研究的一个课题，其特点是高维非线性，这归因于延迟引起的动力学、高带宽以及光学反馈的易模块化实现。鉴于这些事实，它们为安全通信增加了足够的混淆和扩散特性，我们探索了时空半导体激光系统中的同步现象。该新颖系统用于两阶段彩色图像加密过程。系统生成的高维混沌吸引子产生完全随机化的混沌时间序列，这对于消息的安全编码是理想的。因此，所阐述的方案是一种两阶段加密方法，它为采用处理过的混沌序列独特数据集的混沌密码系统提供了足够高的混淆和扩散特性。在这种新颖的加密方法中，混沌相位掩模被表示为图像，使用混沌序列作为图像的元素。该方案极大地置乱了图像元素的位置。下一层额外的安全性进一步沿着三个颜色平面极大地改变了原始图像的统计信息。加密过程中的中间结果表明，未经授权的用户无法解密密文图像。进行的详尽统计测试验证了该方案对噪声具有鲁棒性，并且由于加密的双重保护以及相关偏微分方程系统的无限维性，能够抵抗常见攻击。