[00129014]基于双光瞳光学系统的图像加密及安全认证技术研究

随着计算机计算速度的不断提高以及现代网络和通信技术的迅猛发展,完全依赖于密码学和电子信息系统的传统信息安全技术面临日益严峻的挑战。然而与之相比,基于光学理论和方法的信息安全技术具有快速并行数据处理能力,多维度（振幅,相位,偏振,波长）,大容量,高鲁棒性,大密钥空间等独特优势。然而,目前国内外学者对光学信息安全技术的研究还处于初步探索阶段,仍有许多问题亟待解决。本课题依据双光瞳光学系统对图像加密及安全认证技术进行了研究。 研究要点主要包括： （1）从强度关联成像的成像原理入手,研究了强度关联成像在图像加密中的应用。基于强度关联成像的图像加密技术把图像加密成实函数,能够极大地压缩密文的数据量,便于存储和传输。然而,我们研究发现该技术存在缺陷,其难以抵抗选择明文攻击。针对该问题我们提出了增强其安全性的有效方法。另外,依据强度关联成像原理,提出了基于单像素探测的多图像加密技术。研究了在不增加密文数据量的前提下,如何避免多图像间的相互串扰,并从理论和仿真上予以验证。 （2）提出了将强度关联成像与公钥（非对称）密码相结合的多图像加密技术。公钥密码为多图像加密系统中密钥的分发带来了便利,使信息的传输量不会随着加密图像数量的增加而增加,为多图像加密提供了新方法。 （3）围绕干涉系统的光学原理进行研究,结合纯相位相关器理论,提出了一种光学认证技术。该技术为多用户应用带来方便。在认证过程中,系统同时产生一个尖锐的相关峰和一幅代表用户身份的有意义图像。因此,该系统除了用作简单的认证外,也可以识别用户的身份,并且还可以有效地避免认证密钥被他人伪造。 （4）利用光学多维度的特点,提出了一种将光学加密与多模态生物识别技术相结合的安全认证方法。该方法通过合法用户自己的认证密钥实时产生标准生物样本,因此,大量生物样本无需存储。与传统的认证方法相比,该方法极大地节省了样本的存储空间和识别的匹配时间。另外,由于采用了光学加密技术,认证密钥也难以仿造。