随着信息技术的快速发展,信息安全与防伪已成为国家、社会乃至个人重点关注的问题。包括身份证、护照、银行卡以及支票、高精尖商品等的伪造,给国家和个人带来严重安全隐患,因此寻求安全可靠的防伪加密技术非常具有重要现实意义和理论研究价值。近些年快速发展的基于随机相位编码的光学防伪系统是将防伪图像编码成高阶纯相位信息,然后采用二元光学技术将其制作成光学防伪掩膜,具有常规强度探测器难以感知的优点,大幅推动了防伪技术的发展,具有广阔应用前景。但高阶相位防伪掩膜的制作限于现有光刻技术的发展水平及制作成本限制,使得该项成果难以推广。本文将传统二维条码编码方法引入到光学随机相位编码技术中,将图像或文字等防伪信息编码为二维条码,再利用光学随机相位编码技术将二维条码编码成随机相位掩膜,在较低相位量化阶数下即可实现原防伪信息的高清解码,解决了传统光学随机相位编码防伪系统的物理实现难题,推动了该项技术的市场化进程。另外,本文将得到的相位防伪掩膜编码为只具有黑白信息的二元防伪条码,进一步推动了该项技术的应用。同时,将混沌加密算法引入到改进的光学随机相位编码系统中,实现了一定意义上的“一次一密”,提高了系统的安全性。本文主要研究内容包括:(1)在对传统随机相位光学编码技术进行阐述的基础上,着重比较了 POCS算法对灰度图像和二值图像的恢复效果,将二维条码技术引入到光学随机相位编码防伪系统中,实现了在较低相位量化阶数下即可实现对防伪编码信息较好的恢复效果。(2)在保证信息量不损失的前提下,将量化后的相位信息编码成只具有“0”、“1”分布的二元相位矩阵,并制作成防伪标签,实现了仅用黑白二元灰阶来表征高阶相位量化信息的目的,克服了传统防伪掩膜光刻制作技术成本偏高的问题,简化了制作工艺。(3)基于混沌系统构造“一次一密”密钥生成系统,并将其应用于改进的随机相位系统编码防伪系统,实现了一定意义上的“一次一密”,提高了系统的安全性。