[发明专利]一种基于椭圆曲线密码体制的遥感图像加密方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于椭圆曲线密码体制的遥感图像加密方法，属于信息安全保护领域。

背景技术

随着传感器技术、数据通讯技术等相关技术的发展，现代遥感技术已经进入了一个动态、快速、准确、及时、多手段提供多种对地观测数据的新阶段，成为人们获取环境信息、认识环境的一个重要手段。同时作为网络为核心的信息时代，研究人员借助网络来传输遥感信息，实现信息共享的应用越来越广泛。然而，由于计算机网络所具有的开放性与共享性，使得研究人员在享受现代网络信息所带来的方便、共享等巨大利益的同时，也面临着各种各样的信息安全威胁，也是制约信息网络传输的瓶颈问题。普通的遥感图像被窃取或查看可能影响不大，而对于含有重要信息的遥感图像应具有严格的保密级别，尤其包含敏感军事目标要确保传输过程中不发生失泄密事件。所以，有效对目标遥感图像进行加密处理是保障信息安全的一种可行手段。但是传统的加密处理技术应用于遥感图像信息的安全处理具有部分局限性：

(1)由于遥感图像数据一般为海量数据，所以如何对超大数据量的遥感图像信息进行有效快速的加解密仍是一个研究难点；

(2)一般对遥感图像信息加密是信息的“内容”，即把有意义信息加密为伪随机的乱码，但它存在着一个严重的缺陷，即它破坏了信息的“可读性”，明确地提示攻击者哪些是加密重要信息，从而暴露了信息的重要性，容易引起攻击者的集中攻击，所以如何适当的提高加密体制的安全强度和适当的保留信息图像的“可读性”也是图像安全的研究热点。

椭圆曲线密码体制一种常用的公钥加密方法。由于椭圆曲线密码体制具有密钥短、单比特安全强度高等特点，并结合加密通信和遥感图像海量处理等特点，所以椭圆曲线密码体制应用于遥感图像安全具有广泛的发展前景。

发明内容

为了解决以上加密算法应用于遥感图像信息的安全处理部分局限性，本发明的目的是利用Montgomery型椭圆曲线点乘计算的快速性、单比特密钥高安全性等优点，提出了一种基于椭圆曲线密码体制的遥感图像加密方法，该方法能提高海量遥感数据的加密速度、安全强度等，而且能有效地保留了信息图像的“可读性”。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

上述一种基于椭圆曲线密码体制的遥感图像加密方法包括如下几个步骤：

A、在IDL/ENVI系统支持下，将原始遥感图像文件变为DAT格式数据文件；

B、利用Montgomery型椭圆曲线快速加密MODIS遥感图像，对遥感图像的DN值进行加密处理，其具体步骤如下：

B1、首先选取一条安全Montgomery型的ECC曲线，并确定椭圆曲线的所有参数权值。

B2、由于Montgomery型ECC曲线计算点乘是不需要计算y坐标值，所以在同等运算条件下其运算时间仅仅是Weierstrass型ECC曲线一半而已，所以采用未计算y值的点加和倍点公式完成快速运算：

点加公式：

X_m+n＝Z_m-n[(X_m-Z_m)(X_n+Z_n)+(X_m+Z_m)(X_n-Z_n)]²

Z_m+n＝X_m-n[(X_m-Z_m)(X_n+Z_n)-(X_m+Z_m)(X_n-Z_n)]²

倍点公式：

4X_nZ_n＝(X_n+Z_n)²-(X_n-Z_n)²

X_2n＝(X_n+Z_n)²(X_n-Z_n)²

Z_2n＝(4X_nZ_n)[(X_n-Z_n)²+((A+2)/4)(4X_nZ_n)]