随着计算机和网络的迅速发展,信息安全受到了广泛的关注。加密是信息安全的一个重要的分支。传统的加密手段是通过计算机等手段实现的,但是这些方法受到速度和成本等的限制。由于光学信息处理具有速度快、并行性、密钥空间大、成本低等特点,近年来,出现了许多光学加密方法。本文首先概述了信息安全、数字水印的基础理论,介绍了双随机相位加密的国内外发展情况,并对主要的方法进行了计算机仿真验证。随后,研究了一种传统的基于傅里叶变换的数字全息水印技术,对此方法进行了细致的分析,得出以下结论:(1)此方法原理比较简单,容易实现,而且是一种盲水印;(2)但是,此方法安全性较差,作一次傅里叶逆变换就可以提取出水印;同时,水印提取的质量与嵌入水印后图像的失真率存在着矛盾。由于传统的方法水印容易提取,为了提高安全性,对传统的方法进行了改进,研究了一种基于菲涅耳衍射的数字全息水印方法。改进的方案包括:(1)用菲涅耳变换代替傅里叶变换;(2)水印图像小于宿主图像,将水印嵌入到宿主图像的一部分中;(3)对嵌入水印后的图像进行了灰度自适应和边缘像素插值。此算法中,衍射波长,菲涅耳变换的距离,水印嵌入的位置,水印的大小等都可以作为密钥。实验证明,这种方法具有较高的安全性。最后,引入了利用相位全息图的改进方案,该方法不改变宿主的振幅,通过宿主厚度的微量改变来实现相位的改变,克服了振幅式数字全息作为水印带来的宿主强度改变使得水印容易被察觉的问题。