结合光学原理的彩码加密系统研究

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随着时代的进步,信息安全这一领域也越来越受到关注,其中,图像信息安全与加密是非常重要的组成部分。图像加密除了可以使用计算机方法外,也可以使用光学方法实现。在本文中,我们首先对光学图像加密技术的发展和理论知识做了简单的介绍,然后在此基础上,提出了两种结合光学图像加密技术的彩码加密系统。彩码是一种新型条码技术产品,与二维码相比,彩码具有更鲜艳的色彩、更好的视觉体验,以及更大的容量。由于原始图像的信息被储存在彩码中,当使用彩码作为光学加密技术的输入图像时,原始图像可以从加密结果中得到无误差恢复。本文首先提出了一种将图像转换为彩码的编码方式,将原始图像的二进制信息编码在彩码中,图像可以从彩码中恢复,然后再将彩码作为光学图像加密技术的输入图像,提出了两种用于图像加密的彩码加密系统。第一种彩码加密系统结合了双随机偏振加密技术及异或运算,首先按照彩码的生成规则,将原始图像的二进制信息生成为一幅彩码图像,再利用异或运算对彩码信息进行编码,最后将编码后的彩码作为输入图像进行双随机偏振加密得到密文。密钥是随机偏振板和异或运算中使用的四位二进制数。该加密系统可以将原本用于二值图像加密的双随机偏振加密技术应用于彩码图像加密,异或运算的应用能帮助提高加密的有效性和安全性。第二种彩码加密系统将彩码与纯相位加密方法和Arnold变换结合,密钥是置乱次数与加密过程中使用的随机相位板。我们对上述两种加密系统进行了仿真模拟与分析,结果显示两种加密系统均有较好的加密效果。同时,由于采用了彩码作为光学图像加密技术的输入图像,因此上述两种加密系统具有良好的恢复效果,但当密钥错误,或者密文被篡改、剪切时,图像无法恢复。
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