信息安全中的光學(xué)加密和驗證技術(shù)研究.pdf

1、在信息技術(shù)高度發(fā)達的今天，傳統(tǒng)的信息安全技術(shù)如加密技術(shù)及身份驗證技術(shù)等難以滿足海量數(shù)據(jù)的處理需求。這是因為這些傳統(tǒng)的信息安全技術(shù)主要依靠計算機或DSP等電子手段來實現(xiàn)，這些方法受到處理速度的限制。光學(xué)信息安全技術(shù)作為一種新的安全手段，近年來得到了快速發(fā)展，是對傳統(tǒng)安全技術(shù)的重要補充和提升。光學(xué)信息處理技術(shù)本身具有高速度、并行性的特點；光的波長短，信息容量大：同時又具有振幅，相位，波長，偏振等多種屬性，是多維的信息載體。這些優(yōu)點使得利用光

2、學(xué)信息處理技術(shù)完成數(shù)據(jù)加密、身份驗證等任務(wù)比利用電子手段具有天然的優(yōu)勢。
　　 本文在對國內(nèi)外光學(xué)信息安全技術(shù)深入調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，針對當(dāng)前光學(xué)加密系統(tǒng)和光學(xué)身份驗證系統(tǒng)中存在的幾個具體缺陷，開展理論及實驗研究。提出了一些新的及改進的方案，大部分方案都進行了光學(xué)實驗且實驗效果較好。具體內(nèi)容包括：
　　 (1)針對基于JTC的光學(xué)加密系統(tǒng)的密鑰設(shè)計問題，分析了G-S和平滑修正法設(shè)計密鑰的優(yōu)缺點，為了結(jié)合這兩種算法的長處，

3、提出了模糊控制迭代算法。結(jié)果表明：采用模糊控制迭代算法生成密鑰，對應(yīng)的解密圖象質(zhì)量優(yōu)于G-S算法和平滑修正法。
　　 (2)針對Ohtsubo等提出的基于傅立葉編碼的光電混合身份驗證技術(shù)進行光學(xué)實驗研究。此前尚沒發(fā)現(xiàn)針對該技術(shù)的光學(xué)實驗研究報導(dǎo)。本文設(shè)計了基于傅立葉透鏡的光學(xué)解碼系統(tǒng)以及基于Mach-Zehnder干涉儀光路的解碼系統(tǒng)，分別按照這兩種解碼光路進行光學(xué)實驗，均驗證了這種基于傅立葉編碼的身份驗證技術(shù)的正確性。最后為了

4、適應(yīng)多重密鑰驗證的需要，提出了采用多密鑰的改進編碼方案，并通過光學(xué)實驗證實了其正確性和魯棒性。
　　 (3)傅立葉編碼方案的解碼圖象具有對稱性，因此包含的有效信息量較少。為了解決這個不足，本文提出了基于菲涅爾編碼的光電混合身份驗證系統(tǒng)。通過光學(xué)實驗驗證了該方法的正確性。實驗表明，所提的基于菲涅爾編碼的光電混合身份驗證系統(tǒng)可以得到非對稱的解碼結(jié)果，這就意味著可以編碼更多的原始圖象信息；同時菲涅爾衍射距離z可以作為額外的加密密鑰，與