结合半张量积压缩感知的可验证图像加密

摘要

目的物联网(internet of things,IoT)感知层获取数据时存在资源受限的约束,同时数据常常遭受泄露和非法篡改。数据一旦遭到破坏,将对接收者造成很大的影响,甚至可能会比没有收到数据更加严重。针对IoT数据获取面临的能耗和安全问题,提出一种基于半张量积压缩感知的可验证图像加密方法。方法首先采用级联混沌系统生成测量矩阵和验证矩阵,测量矩阵以半张量积压缩感知的方式进行采样得到观测值矩阵。利用Arnold置乱观测值矩阵得到最终密文信号,与此同时由验证矩阵生成消息验证码一同在公共信道传输,将由级联混沌系统生成的测量矩阵、验证矩阵以及Arnold置乱的参数的初始种子作为密钥在安全信道上传输。结果密钥空间分析、密钥敏感性分析、图像熵分析、直方图分析、相关性分析、身份验证分析、压缩率分析的实验结果显示:相比于两种对比方法,本文算法加密后图像的熵值更接近于8,而对应密文图像像素之间的相关系数更接近于0。结论本文的可验证加密算法结合了半张量压缩感知的优点,在有效减少数据采样能耗的同时保证了数据在传输过程中的安全性与完整性。