基于ε近似的盲源分离算法在数据保密中的应用研究

摘要

随着通信和计算机技术的迅速发展，数据的传输呈现出更加广泛和快捷的趋势。然而，信息传输网路的一些特性，如媒体共享和全球开放性，给数据传输带来一些不安全的隐患，因此就需要对数据流进行加密传输。然而随着计算机技术的发展，早期的加密算法更加有可能遭到破解，已经不能满足用户对数据的高保密强度的需求，因此，更加安全和有效的加解密的算法一直是信息安全领域的热点研究问题之一。 为了适应信息安全对数据保密强度的需要，本文在研究了盲源分离和数据保密理论的基础上，研究了基于盲源分离技术的数据保密原理以及实现，并将有效的ε近似算法引入到了数据保密当中来。其主要思想是发送端通过一个特殊的混合，将原文和各个密钥转换成一个具有高斯白噪声特性的密文序列，在接收端将此密文序列预处理后，将其转换成一个带约束条件的二次规划问题，并通过ε近似算法求得该二次规划问题的解，从而实现了密文解密。计算机仿真表明本文的保密算法不但具有良好的加密和解密效果，而且通过与其它盲源分离算法的对比表明其性能较之有所提高。 本文一共分为六章，其内容如下：第一章介绍了盲源分离的发展状况和典型应用，并概述了本文的主要工作。第二章介绍了信息安全和密码学的基本知识，以及常用的数据加密方法。第三章介绍了盲源分离的理论以及实现，主要包括其原理和各种算法。第四章着重阐述了基于ε近似算法的盲源分离技术应用于数据保密中的原理以及实现过程。第五章进行了计算机仿真，并且将本文的算法与其它盲源分离算法的性能作了比较。第六章给出了本文总结与展望。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1盲信号处理发展状况及研究意义

1.1.1盲信号处理的出现背景

1.1.2盲信号处理的问题分类

1.1.3盲源分离的研究现状

1.1.4盲源分离的典型应用

1.2盲源分离技术应用于数据保密

1.2.1信息安全与密码技术

1.2.2基于盲源分离技术的加密方法

1.3本文主要研究内容及结构安排

第二章 信息安全及数据加密理论

2.1引言

2.2信息安全概述

2.2.1信息安全的要素

2.2.2信息安全面临的威胁

2.3密码学概述

2.3.1基本概念

2.3.2密码攻击类型

2.3.3数据加密方法

2.3.4加密方法选择

第三章 盲源分离理论及实现

3.1引言

3.2盲源分离与独立分量分析

3.3盲源分离的数学模型

3.3.1瞬时混合模型

3.3.2卷积混合模型

3.4盲源分离的假设条件与一些特性

3.5盲源分离算法概述

3.5.1基于信息理论的算法

3.5.2基于高阶统计量的算法

3.5.3常见盲源分离自适应算法

3.6盲源分离算法性能评价准则

3.6.1基于混合矩阵的性能评价准则

3.6.2基于信号的性能评价准则

第四章基于ε近似的盲源分离算法应用于数据保密

4.1引言

4.2盲源分离加密思想

4.2.1隐藏加密

4.2.2加密的安全性

4.3盲源分离加密解密原理

4.3.1系统构成

4.3.2密钥生成过程

4.3.3加密过程

4.3.4解密过程

4.4基于ε近似的盲源分离算法

4.4.1盲源分离解密信号模型

4.4.2盲源分离转换为二次规划问题

4.4.3ε近似算法

4.4.4局部搜索法

4.5安全性分析

第五章仿真结果与性能分析

5.1引言

5.2仿真条件

5.3文本情形

5.4图像情形

5.5语音情形

5.6仿真性能分析

5.6.1误比特率(BER)

5.6.2输出信干比(SIR)

5.6.3本文算法与其他算法的性能比较

第六章 总结与展望

6.1本文工作总结

6.2今后研究展望

致谢

在学期间发表的学术论文

参考文献