Image authentication algorithm via photon-counting double random phase encoding

Abstract

푸리에 변환 도메인을 기반으로 하는 광학 이미지 암호화 시스템(즉, 이중 임의위상 암호화,DRPE)은 불법 침입자의 알려진 암호문 공격에 대해서 약점을 가지고 있다. 최근에 이진 이미지의 광자 계수 이미징(PCI) 기술과 이중 임의위상 암호화(DRPE)의 통합이 제안되었고 그 결과는 불법 침입자의 공격에 대한 정보 인증에 강점을 가지고 있다. 그러나 여전히 키 관리와 분배의 문제 등과 같은 취약점들을 가지고 있다. 이 논문에서, 우리는 더욱 보안이 강화된 정보의 인증을 위해서 대칭키 기반 암호화 기술과 공개키 기반 암호화 기술이 조합된 암호화 기술과 광자 계수 이미징 기술의 통합을 제안했다. 제안된 기법을 위해서 기본 이미지가 이중 임의위상 암호화 기술로 암호화된다. 이 절차에서 두 번째 랜덤 페이즈 마스크 키가 RSA로 암호화된다. 그 후에 암호화된 데이터인 복소수 정보가 광자 계수 이미징 시스템에 입력된다. 마지막으로 정수화된 결과가 다시 RSA알고리즘으로 암호화된다. 인증을 위한 과정에서 암호화된 이미지는 RSA에 대해서 다시 복호화된다. 복호화된 이미지는 원래의 기본이미지와 전혀 비슷하지 않으므로 공격자는 원래의 기본이미지를 전혀 예측할 수 없다. 인증을 시도할 때 새로운 이미지가 입력되고 기본이미지와 같은 암호화 및 복호화 절차를 거친 후 저장된 기본이미지와 비교한다. 우리는 이 때 비선형 상관계수를 이용하여 각각 암호화되고 복호화된 기본이미지와 입력된 이미지가 통계적으로 비슷함을 이용하여 인증하는 방법을 제안한다. 우리는 차별화된 측정방법을 사용하여 차별화된 결과를 보여줄 것이다. 실험의 결과는 암호화된 더 적은 양의 데이터가 원래의 정보와 같다는 것을 인증하기에 충분하다는 것을 증명할 것이다. 우리는 이 제안을 통하여 더 좋은 영상 인증 시스템을 얻을 수 있을 것이다.