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基于随机相位的光学加密及身份验证技术

张彩  
【摘要】: 近年来图像加密技术的研究越来越引起人们的关注,并且已经在很多方面取得很大的进步,涌现出很多有效的图像加密技术。由于光学信息处理的并行性和快速性以及能够提供多种加密维数,运用光学方法对图像进行加密也成为人们研究的热点。在这些研究中,双随机相位加密技术因其较高的安全性能而得到国内外学者的广泛关注。 本文首先概述了在数据安全系统中光学技术的应用,讨论了实现安全认证的光学方法,回顾了双随机相位的光学图像加密技术在国内外的研究进展,其次对它的一些改进方案的特点作了详细介绍,并进行了计算机的仿真验证。 本文在深入研究光学验证和加密系统的基础上,对传统联合变换相关器验证系统进行了改进,并设计了彩色图像的光学验证和加密方案,主要包括: (1)分析研究了基于联合变换相关器的光学验证系统,详细讨论了基于POCS算法的随机相位验证技术的实现,并进行了仿真验证。在此基础上对联合变换相关器验证系统进行了改进,实现了基于JTC非对称图像的验证。 (2)设计了基于菲涅尔域的彩色图像的光学验证系统,应用相位恢复算法,实现了彩色图像的光学验证,通过计算机仿真和理论分析,验证了此方案的可行性。 (3)针对现有光学加密系统的对称性给系统安全性能所带来的隐患,在菲涅尔加密系统的基础上,不增加系统元件的情况下,把图像置乱技术引入光学加密,并采用纯相位菲涅尔域加密系统,实现了彩色图像光学加密技术。此方案增大了密钥空间,引入非线性变换,相应提高了系统的安全性,最后通过计算机仿真,验证了系统的可行性。


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