保证重要信息的安全性在现如今这样一个信息化时代起着举足轻重的作用。在一些行业,信息一旦被窃取,就会造成不可估量的后果。而信息安全技术可以将信息加密,即使信息被窃取,窃听者也无法恢复真正的信息,从而避免损失。光学信息安全技术是利用光学原理实现信息安全的技术。光学信息安全技术由于其高自由度、高鲁棒性、并行处理能力、速度快等多个特点使得其在信息安全领域占有越来越重要的地位。光学图像加密、图像认证、图像隐藏等都是光学信息安全的分支。为了提出多样的、安全性更高的光学图像安全系统,许多光学知识被应用到光学信息安全中。本文探讨了鬼成像技术在光学信息安全方面的应用,设计了光学多图像加密系统以及光学图像认证系统,并针对一部分现有的光学加密系统进行了安全性分析,提出了选择明文攻击方案。具体内容如下:提出了一种基于鬼成像的光学多图像加密方案。目前已有的多图像加密系统中,大部分的加密结果是复振幅形式,这使得密文在记录时需要额外的装置,增加了系统的复杂度。该加密方案的密文是强度形式而非复振幅形式。在加密过程中,首先将每一幅明文图像都利用计算鬼成像加密成为一个强度序列。为了区分不同图像,采用位置复用技术,令每一幅图像在加密时所放置的距离光源的位置各不相同。将模拟散斑光场的随机相位作为密钥。最终的密文是将所有的强度序列叠加到一起得到一个强度序列。在解密时将探测器放在每个物体加密时所在的位置,探测到的散斑强度序列与密文经过关联计算就可以恢复出对应的每一幅图像。虽然该多图像加密系统具有很好的复用能力,但是由于该多图像加密系统将模拟贋热光所采用的一系列随机相位作为密钥,这使得密钥尺寸过大,容易成为窃听者的目标,且增加了密钥传递和管理的压力。因此,还在该多图像加密系统的基础上提出了一种改进方案,能够在减小密钥尺寸的同时保证系统的安全性。提出了一种基于鬼成像的选择明文攻击方案,并以由线性正则变换、随机相位编码以及随机像素置乱这三种操作构成的加密系统为例,分析了该攻击方案的可行性以及攻击效果。选择的明文信息为高斯随机实数矩阵。该方案将加密系统与鬼成像系统进行类比,利用窃取的密文和已知的选择明文-密文对,通过二阶关联计算就可以获得对应的明文图像,即秘密图像。为了减少所需要的选择明文-密文对,该方案分别采用了压缩鬼成像和正弦鬼成像技术。此外,还对一些不满足攻击条件的加密系统,例如增加振幅调制的双随机相位编码系统、基于相位截断的双随机相位编码系统及其改进方案等进行了攻击。提出了基于鬼成像的非相干光实现的光学图像认证系统。在对普通鬼成像装置进行改修改,并满足一定的条件时,鬼成像就能够实现频谱滤波。我们利用这一原理,结合相位匹配滤波,提出了一种光学图像认证系统。在认证前,将正确图像编码到系统锁中,将待认证图像编码到身份卡中。当系统锁和身份卡放置到鬼成像装置的特定位置时,鬼成像的结果就是认证的结果:如果待认证图像与正确图像匹配,则鬼成像中会出现一个相关峰,反之,则不会出现相关峰。利用计算鬼成像,就可以利用点探测器实现图像认证,大大降低了认证系统采样率。