Cifrado de Imagen Fantasma Computacional para Múltiples Imágenes Basado en Sensado Comprimido y Mezcla por Bloques
Autores: Wang, Zhipeng; Yang, Jiahuan; Ge, Ruizhi; Zhang, Yingying; Qin, Yi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Cifrado de Imagen Fantasma Computacional para Múltiples Imágenes Basado en Sensado Comprimido y Mezcla por Bloques
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Esquema propuesto
Imagen fantasma computacional de múltiples imágenes
Cifrado
Muestreo comprimido
Desordenamiento en bloques
Difusión XOR
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Para lograr una transmisión de imágenes de alta capacidad, alta velocidad y segura, proponemos un esquema de cifrado basado en imágenes múltiples de imagen fantasma computacional (CGI) que integra la detección comprimida (CS), el desordenamiento por bloques y la difusión bidireccional XOR impulsada por sal dinámico. Primero, múltiples imágenes se dividen en bloques de 8 x 8 píxeles, y su estructura espacial se interrumpe mediante un desordenamiento aleatorio. La imagen compuesta desordenada luego pasa por un cifrado a nivel de píxel a través de una difusión XOR bidireccional de dos rondas, utilizando claves únicas de sesión derivadas de sal dinámica basada en SHA-256, eliminando las características estadísticas de las imágenes originales. Posteriormente, cada bloque de píxeles se somete a mediciones de CS gaussiano y CGI basado en Hadamard en paralelo, logrando un cifrado compresivo de modo dual y mejorando la robustez a través de la redundancia de medición. Finalmente, solo se almacenan la clave de desordenamiento, la clave de difusión XOR y las mediciones comprimidas; así, la información de la imagen original se transforma en datos de medición irreconocibles. Durante el proceso de descifrado, se emplea el Algoritmo de Umbralización de Reducción Iterativa Rápida (FISTA) con una base dispersa de Transformada Coseno Discreta (DCT) para la reconstrucción dual dispersa a partir de las mediciones comprimidas, recuperando la imagen compuesta cifrada. Luego se aplica una operación XOR inversa para eliminar la difusión a nivel de píxel, seguida de un reordenamiento de bloques utilizando la clave de desordenamiento para restaurar las imágenes originales. Los resultados experimentales demuestran que el esquema propuesto permite una transmisión eficiente y segura de múltiples imágenes mientras mantiene una alta calidad de imagen descifrada. El análisis de seguridad indica que el esquema posee alta sensibilidad a la clave, resistiendo efectivamente ataques de texto plano elegido. El análisis de uniformidad del histograma y los experimentos de resistencia a ataques de recorte confirman aún más su excelente seguridad estadística y robustez.
Descripción
Para lograr una transmisión de imágenes de alta capacidad, alta velocidad y segura, proponemos un esquema de cifrado basado en imágenes múltiples de imagen fantasma computacional (CGI) que integra la detección comprimida (CS), el desordenamiento por bloques y la difusión bidireccional XOR impulsada por sal dinámico. Primero, múltiples imágenes se dividen en bloques de 8 x 8 píxeles, y su estructura espacial se interrumpe mediante un desordenamiento aleatorio. La imagen compuesta desordenada luego pasa por un cifrado a nivel de píxel a través de una difusión XOR bidireccional de dos rondas, utilizando claves únicas de sesión derivadas de sal dinámica basada en SHA-256, eliminando las características estadísticas de las imágenes originales. Posteriormente, cada bloque de píxeles se somete a mediciones de CS gaussiano y CGI basado en Hadamard en paralelo, logrando un cifrado compresivo de modo dual y mejorando la robustez a través de la redundancia de medición. Finalmente, solo se almacenan la clave de desordenamiento, la clave de difusión XOR y las mediciones comprimidas; así, la información de la imagen original se transforma en datos de medición irreconocibles. Durante el proceso de descifrado, se emplea el Algoritmo de Umbralización de Reducción Iterativa Rápida (FISTA) con una base dispersa de Transformada Coseno Discreta (DCT) para la reconstrucción dual dispersa a partir de las mediciones comprimidas, recuperando la imagen compuesta cifrada. Luego se aplica una operación XOR inversa para eliminar la difusión a nivel de píxel, seguida de un reordenamiento de bloques utilizando la clave de desordenamiento para restaurar las imágenes originales. Los resultados experimentales demuestran que el esquema propuesto permite una transmisión eficiente y segura de múltiples imágenes mientras mantiene una alta calidad de imagen descifrada. El análisis de seguridad indica que el esquema posee alta sensibilidad a la clave, resistiendo efectivamente ataques de texto plano elegido. El análisis de uniformidad del histograma y los experimentos de resistencia a ataques de recorte confirman aún más su excelente seguridad estadística y robustez.