导读:本文包含了光学信息安全论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:传感器节点,调试信息,光学相机通信,安全传输
光学信息安全论文文献综述
祝云凯,李成林,单加响,邱杰凡[1]（2019）在《基于光学相机通信的传感器节点调试信息安全传输研究》一文中研究指出无线传感器网络是由分散自组织的传感器节点组成的。一旦节点发生故障或处于待更新状态时,需要通过无线网络接收传感器节点的调试信息。然而,无线网络采用广播方式传输数据,在传输调试(Debug)信息的时候,存在泄露节点内部敏感信息的可能。特别在诸如博物馆监测等对安全需求较高的应用场景中,信息的泄露会造成很大的安全隐患。为了保证调试信息的安全传输,在不修改设备硬件的前提下,基于光学相机通信的定向传输特性设计并实现一个基于光学相机通信的传感器节点调试信息安全传输方案。针对光学相机成像原理,提出一种面向卷帘快门的帧同步机制。实验表明,采用该帧同步方案可在30 fps条件下达到600 bps的数据传输率。(本文来源于《信息技术与网络安全》期刊2019年09期）
张学[2]（2019）在《基于压缩两步相移干涉术和计算鬼成像的光学信息安全技术的研究》一文中研究指出光学信息安全技术依托衍射、干涉以及偏振等物理光学性质,通过有目的地调制明文的光场振幅、相位或偏振态等信息的分布,实现对明文图像的加密。它具有高速编码能力,多加密维度等优点,是对现代密码学的有益补充,更是其不可分割的重要组成部分。本论文基于现有的光学密码学基础,例如双随机相位编码理论、两步相移干涉理论、计算鬼成像理论等,结合压缩感知技术、分级身份认证技术、级联干涉技术、奇异值分解技术等提出一系列新的有意义的光学图像加密方案,分别包括:(1)提出了一种基于两步相移干涉术、双随机相位编码和压缩感知理论的两级图像认证方案:加密时,首先,将认证图像编码至两幅干涉图中:然后,通过离散小波变换(DWT)、稀疏化处理、Arnold变换和数据压缩过程,生成两幅压缩信号,将其分发给认证系统的不同参与者。身份认证和解密时,只有拥有第一幅压缩信号的解密者能通过身份弱认证:首先,依托正交匹配追踪算法计算得到稀疏信号;然后,依次完成逆Arnold变换、逆DWT、两步相移干涉术的波前重建和逆菲涅尔衍射后,在重构的图像和标准图像的非线性相关系数分布的中心位置将出现一个显着峰值;最后,在身份弱认证成功通过后,进行明文图像解密,此时拥有第二幅压缩信号的另一位解密者将联合第一位解密者共同完成明文图像解密。(2)提出了一种基于两步相移干涉术和平滑压缩信号空间复用的多图加密方案:加密时:首先,四个索引矩阵分别记录四幅明文图像像素的原始空间位置;其次,对四幅明文图像的像素分别按大小进行升序排列;然后,对得到的四幅平滑图像依次进行五阶Haar小波变换、稀疏化处理、Arnold变换和数据压缩操作,随后,基于压缩感知和空间复用技术将四幅压缩后的图像组合成一幅图像;最后,将该组合图像置于两步相移干涉术加密系统的输入平面,得到两幅干涉图密文。收集所有正确的密钥和密文进行解密:依次完成两步相移干涉术波前重建、空间解复用、逆Arnold变换、逆DWT和像素重排步骤,可成功解密出所有明文图像。(3)提出一种基于级联干涉结构和矢量随机分解算法的分级多图加密方案:首先,根据平行四边形法则,提出非等模分解算法,结合矢量随机分解算法,以数值计算的方式,将经随机相位调制的第K级明文图像分解成第K级单位强度的纯相位掩模密钥和第K-1级复振幅场——光强等于第K-1级明文图像像素值;然后,将第K-1级复振幅场视为和矢量,重复上述步骤,分解至第K-1级单位强度的纯相位掩模密钥和第K-2级复振幅场——光强等于第K-2级明文图像像素值;继续重复上述步骤,直至将第一级复振幅场视为和矢量,分解至两个单位强度的纯相位掩模板中:一个是第一级密钥,另一个是该加密系统的密文。解密时:不同身份等级的解密者应首先收集到对应层级的所有相位密钥,然后将相位密钥按正确的级联顺序置于不同的菲涅尔衍射距离处,最后,解密出的明文图像用电荷耦合元件(CCD)记录。该方案的加密过程通过数值计算的方式实现,解密过程可通过光学或者数值计算的方式完成。(4)提出一种基于奇异值分解鬼成像(SVDGI)的光学图像加密方案:首先,利用奇异值分解(SVD)变换,将随机矩阵的奇异值置1.0,经逆SVD变换构造出新的具有部分正交性的测量矩阵作为密钥;其次,利用该密钥对明文图像完成测量加密,密文为被桶探测器收集到的没有空间分辨率的光强序列;然后,密钥被加密者与解密者双方秘密共享,密文则在公共信道中传输;最后,欲获取明文图像的解密者,根据SVDGI解密重构算法:一步矩阵乘法运算,便可快速完成解密。因为共享的矩阵密钥未与明文图像发生过作用,与明文图像发生过作用的密文却没有空间分辨率,仅为一维光强序列,因此仅有密文或密钥的二者其一均无法解密,这保证了密码系统的安全性。就解密明文的保真度、解密速度、系统鲁棒性叁方面,将SVDGI与传统计算鬼成像、差分鬼成像和伪逆鬼成像分别比较,比较结果显示,所提方案具有显着优势。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-25）
杨丽莎[3]（2019）在《鬼成像的光学信息安全技术研究》一文中研究指出随着社会的不断发展与进步,在光学信息领域已经研发出一种全新的加密方案,即鬼成像,由于鬼成像的加密系统当中,进行了一定的优化与改进,这就使得在鬼成像的安全技术这一块,也必须得到对应的加强。本文就对鬼成像的光学信息安全技术进行分析,供参考。(本文来源于《卫星电视与宽带多媒体》期刊2019年04期）
袁琳[4]（2017）在《纠缠分数傅里叶变换及其在光学信息安全中的应用》一文中研究指出光学变换是光学信息安全系统中不可或缺的重要工具,尤其以分数傅里叶变换的应用最为广泛,传统分数傅里叶变换继承了光学傅里叶变换在光学信息处理中的优势,被广泛应用于光学信息安全等诸多研究领域。但基于传统分数傅里叶变换的信息安全系统存在诸如一键多解等安全隐患,因此构建可以克服传统分数傅里叶变换内在缺点的新型分数傅里叶变换具有非常重要的意义。本文通过对传统分数傅里叶变换内在安全缺陷的深入分析,提出了纠缠分数傅里叶变换,研究了纠缠分数傅里叶变换的内在特性及安全性,并基于此变换提出了两类满足不同安全需求的光学图像信息安全技术,为光学信息安全的进一步发展提供新的工具、方法和理论基础。本文具体内容如下:首先,提出了纠缠分数傅里叶变换理论。阐明了纠缠分数傅里叶变换具备二维信息横纵维度关联处理能力,使信号两个维度之间的信息充分糅合纠缠,且变换具有不可分性、非周期性和多样性。对纠缠分数傅里叶变换的安全特性进行了探讨,指出该变换内在的非周期性、不可分性和多样性是光学图像信息安全系统扩展密钥空间范围和提升密钥空间维度,从而安全性得以显着增强的理论保障和技术支持。其次,文中提出了纠缠分数傅里叶变换域双随机相位光学图像加密技术和纠缠分数傅里叶变换域加密水印技术,以实现机密信息的两种不同隐藏目标。光学图像加密系统通过纠缠分数傅里叶变换作用于图像灰度值整体分布,将图像变换至相应频率域,使图像机密信息得以隐藏。变换的不可分性、非周期性和多样性显着提高并扩展了加密系统的密钥空间维度和密钥空间范围,同时系统不存在关于变换阶次的一键多解问题,因此加密系统的安全性得以充分保障。数值仿真和安全性对比分析结果表明,此光学图像加密方法使加密系统具有优异的安全性和鲁棒性,较传统分数傅里叶变换加密系统具有更大的密钥空间和更好的图像重建能力。文中基于纠缠分数傅里叶变换提出了纠缠相位恢复算法,指出了纠缠分数傅里叶变换不仅保证了纠缠相位恢复算法的收敛性,同时显着增加了算法的自由度及安全性。利用此算法结合混沌映射建立了纠缠分数傅里叶变换域加密水印技术。对比分析了此加密水印技术与传统水印技术的差异,阐明了此水印技术通过主动和被动密键提取水印,使水印系统具有更大的密钥空间,同时此水印技术具有宿主图像零畸变特性和更高的水印加载容限,较传统水印方法具有更高的安全性。计算机仿真结果证实了纠缠分数傅里叶变换域加密水印技术的有效性和安全性。最后,文中提出了双图认证的纠缠分数傅里叶变换域图像认证技术,开创了一密双认证技术之先河。此技术基于纠缠分数傅里叶变换域双图像加密方法、密图部分相位信息恢复技术及非线性光学联合变换相关器认证技术构建,可满足信息认证系统高安全性及低操作成本的要求。通过理论分析得出,本双图像认证技术仅选取部分密图相位信息用于解密可显着降低系统存储和传输成本,同时一密双认证技术显着降低了认证系统的操作时间成本和存储成本,提高了认证系统的工作效率和存储效率。数值仿真结果验证了纠缠分数傅里叶变换域双图认证技术的有效性和安全性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
吴晶晶[5]（2016）在《基于鬼成像的光学信息安全技术研究》一文中研究指出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迭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叁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。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-12-01）
徐琳[6]（2015）在《光学加密技术与信息安全的融合与应用》一文中研究指出0引言在网络信息社会的迅猛发展态势下,传统的计算机、电子数字处理系统受到较多因素的干扰和限制,正在逐渐被新型的光学加密方法和技术所替代。光学加密信息处理技术具有高速、并行特点,使得其优势突显,诸如:光的波长短、容量宽、具有多维的振幅、相位、偏振等物理属性,倍受相关研究人员和应用人员的青睐。1信息安全技术应用概述伴随着网络信息的不断激增,各种数据呈现"井喷"的海量发展态势,计算机密码技术已不能满足时代的信息安全需求,随之(本文来源于《网络安全技术与应用》期刊2015年12期）
张承功[7]（2015）在《基于相位恢复算法和强度传输方程的光学信息安全技术研究》一文中研究指出随着互联网和移动通信技术的发展以及手机和个人计算机的普及,人类社会已经全面进入信息时代。从个人角度,数码相机和手机的普及,使得私密照片和其它隐私信息面临着存储和传输的难题;从商业角度,企业信息化、电子商务和网上银行的发展,一直伴随着信息泄露和黑客攻击的风险;从国家角度,政府和军事部门内部的大量机密信息,历来都有存储和通信方面的安全需要。信息安全已成为一个重要的议题,光学信息安全作为一种新的理论技术,在近年来取得了快速发展。自1995年Javidi等人提出基于双随机相位编码的光学加密方案以来,光学信息安全技术因其具有大容量、多维度编码(振幅、相位和偏振等)和并行的信息处理能力等优势而引起了广泛关注,众多学者投身于光学信息安全技术的研究,并取得了一系列的成果。本论文以相位恢复算法和强度传输方程为基本手段,先后在光学密码分析、密码编码和信息隐藏叁个方面进行了相关的研究。首先从密码分析入手,分析了两个光学加密系统的安全性,提出了相应的攻击方案,证实了其存在的安全问题。然后提出了一种基于切相菲涅耳衍射和强度传输方程的光学加密系统。最后提出了一种基于相位编码菲涅耳衍射的隐写术方案,在不可感知性和隐藏容量方面有较好的表现。论文主要工作可以归纳为以下四点:(1)对基于联合变换相关器(JTC)的光学加密系统进行了安全性分析,提出了一种基于相位恢复算法的唯密文攻击方案。在本方案中,通过分析将唯密文攻击问题转化为单强度相位恢复问题,以密文为输出面约束,以输入面几何参数为物面支撑,采用混合输入输出算法,从密文中破解出了清晰的明文图像,从而证实了JTC加密系统理论上是不安全的;(2)对Wang提出的双图加密系统进行了安全性分析,简要介绍并模拟了Deng针对该系统的攻击结果;同时,我们也提出了针对该系统的攻击方案,以密文和叁个公钥为约束,提出了一种广义振幅-相位恢复算法,成功地破解出了高清晰度的明文图像。与Deng提出的攻击方案相比,我们提出的方案算法效率更高,破解结果质量更优。同时,对双图加密系统进行的分析表明,该系统相当于级联了JTC和切相傅里叶变换两个结构。我们对该级联系统的安全性也进行了讨论;(3)提出了一种基于切相菲涅尔衍射和强度传输方程的光学加密方案。在加密过程中,将明文编码到相位部分,在随机振幅模板和随机相位模板的作用下,通过切相菲涅尔衍射,将其加密为实值密文。在解密过程中,通过广义振幅-相位恢复算法和强度传输方程,从密文中恢复出明文信息(有损解密)。已发表的基于切相傅里叶变换的加密方案,通常需要在加密过程中记录切除的相位,作为解密密钥使用。这需要复杂精密的相移干涉记录设备。但是,在我们的加密方案中,得益于采用了广义振幅-相位恢复算法和强度传输方程,解密过程和加密过程只需使用同一套密钥,不再需要记录相位信息,从而简化了系统。同时,因为在加密过程中引入了切相的操作,所以,在安全性方面也有较好的表现;(4)提出了一种基于相位编码菲涅耳衍射和强度传输方程的光学图像隐写术方案。传统的基于数学和计算机图形学的图像隐写术通常将秘密信息嵌入到载体图像空域的最低比特位或者变换域的系数中,如果嵌入信息过多就会导致载体图像视觉效果和统计特征的改变,所以为保证隐秘图像的安全性(不可感知性),这种嵌入方式需要严格限制系统的隐藏容量。因此,在传统的图像隐写术中,不可感知性和隐藏容量是相互矛盾的。与之不同,光学系统由于其物理属性,具有更多的维度可用于信息编码,比如偏振状态,相位等。因此,我们提出了将秘密图像编码到相位信息中的隐写术方案,本方案将叁幅秘密图像分别编码到载体图像的相位信息中,经过菲涅尔衍射,得到对应的叁个振幅,将其与原载体图像通过同位像素置乱算法加密后,组合得到最终的隐秘图像。在提取过程中,我们求解强度传输方程,提取出了秘密图像。本方法在保证不可感知性的前提下,实现了较高的隐藏容量,并结合提出的同位像素置乱算法,提高了系统的安全性。(本文来源于《深圳大学》期刊2015-12-13）
范德胜[8]（2014）在《基于相移干涉术的光学信息安全系统的设计及软件实现》一文中研究指出随着互联网,计算机和数字通信技术的飞速发展,人类社会已进入信息时代,信息安全问题越来越受到人们关注。自1995年美国科学家B.Javidi和P.Refregier提出基于傅里叶域的双随机相位编码信息加密技术以来,光学图像加密与水印技术已成为一个新的信息安全领域的研究热点,吸引着国内外研究人员越来越多地投身到这一研究新领域中。光学信息安全系统一般采用傅里叶变换、光学相干、菲涅耳衍射、分数傅里叶变换、迭代相位恢复、光学全息等信息光学相关技术,来完成对信息的加解密、隐藏以及提取。相比于传统的安全系统而言,光学信息安全系统具有大容量、多维度及高速并行数据处理能力等特点。本论文系统地概述了光学信息安全的国内外研究成果和进展,并对一些常见的光学图像加密和数字水印技术进行了简单介绍。本论文在相移干涉术和迭代相位恢复算法的基础上结合信息安全相关领域的其他处理方法展开工作,提出了一些新的及改进的方案。本论文的主要工作包括以下几个方面：(1)提出了一种基于双随机相位编码技术与相移干涉术的信息隐藏系统。原始明文图像通过相移干涉术和双随机相位编码技术被编码成多幅干涉图后,通过选择适当的权重因子,将它们隐藏到宿主图像中；利用特定的波前重建公式和逆菲涅耳变换,可以完成对隐藏信息的恢复。通过基于Matcom的MATLAB与VisualC++混合编程,开发设计了一款光学信息隐藏软件。(2)结合数字全息、相移干涉术和奇异值分解等技术,提出了一种光学数字水印方案。灰度水印图像通过菲涅耳域中的双随机相位加密技术和叁步相移干涉术被加密成叁幅干涉图；通过选择适当的权重因子,它们被嵌入到彩色宿主图像R、G和B分量的奇异值矩阵中。该水印方案由于引入了双随机相位编码技术和奇异值矩阵分解而具有较高的安全性、较好的不可感知性和较强的鲁棒性等特点,仿真实验表明该水印方案对一般信号处理和几何失真都具有很强的鲁棒性。(3)结合椭圆曲线公钥密码算法,提出了一种基于两步相移干涉和椭圆曲线公钥密码的光学-数字非对称密码系统。原始明文图像通过菲涅耳域的双随机相位加密技术和两步相移干涉术被加密成两幅干涉图；而加密过程中的会话密钥(如几何参数、伪随机种子等)通过椭圆曲线进行加密和解密。该混合非对称密码系统很好地解决了传统对称密码系统中的密钥分发与管理等难题,仿真实验和软件设计都证实了该系统的可行性。(4)结合迭代相位恢复算法和椭圆曲线数字签名算法等技术,提出了一种光学身份认证方案。标准认证图像和用户身份标识的密钥相关的哈希运算消息认证码的二维码构建一个复振幅物体,结合使用菲涅耳域的相位恢复算法,通过编码该复振幅场的信息来产生认证时所需的相位钥。该方案不仅能通过“图像匹配”和“椭圆曲线数字签名认证”以实现对用户身份的双重认证,而且由于密钥相关的哈希运算消息认证码的引入,增强了系统的安全性,理论分析和模拟仿真都验证了该方案的可行性和有效性。(本文来源于《山东大学》期刊2014-04-20）
秦怡,巩琼,李根全,宋金璠,吕林霞[9]（2013）在《基于Matlab的光学信息安全教学实践》一文中研究指出根据光学信息安全课程的特点,提出了可视化的探究性教学方法,并以双随机相位编码光学加密系统为例,给出了Matlab软件在加密系统仿真、加密系统结果分析以及对系统进行探究性学习中的应用实例。实践证明:Matlab仿真既可以虚拟精密而复杂的光学系统,又可以对理论分析的结果进行深入的数值分析并直观地展示。同时,Matlab强大的功能使得学生可以方便地对各种猜想进行验证,从而激发其研究的兴趣,极大地提高了教学效果。(本文来源于《实验室研究与探索》期刊2013年05期）
吴克难[10]（2009）在《信息安全中的光学加密和验证技术研究》一文中研究指出在信息技术高度发达的今天,传统的信息安全技术如加密技术及身份验证技术等难以满足海量数据的处理需求。这是因为这些传统的信息安全技术主要依靠计算机或DSP等电子手段来实现,这些方法受到处理速度的限制。光学信息安全技术作为一种新的安全手段,近年来得到了快速发展,是对传统安全技术的重要补充和提升。光学信息处理技术本身具有高速度、并行性的特点;光的波长短,信息容量大;同时又具有振幅,相位,波长,偏振等多种属性,是多维的信息载体。这些优点使得利用光学信息处理技术完成数据加密、身份验证等任务比利用电子手段具有天然的优势。本文在对国内外光学信息安全技术深入调研和分析的基础上,针对当前光学加密系统和光学身份验证系统中存在的几个具体缺陷,开展理论及实验研究。提出了一些新的及改进的方案,大部分方案都进行了光学实验且实验效果较好。具体内容包括:(1)针对基于JTC的光学加密系统的密钥设计问题,分析了G-S和平滑修正法设计密钥的优缺点,为了结合这两种算法的长处,提出了模糊控制迭代算法。结果表明:采用模糊控制迭代算法生成密钥,对应的解密图象质量优于G-S算法和平滑修正法。(2)针对Ohtsubo等提出的基于傅立叶编码的光电混合身份验证技术进行光学实验研究。此前尚没发现针对该技术的光学实验研究报导。本文设计了基于傅立叶透镜的光学解码系统以及基于Mach-Zehnder干涉仪光路的解码系统,分别按照这两种解码光路进行光学实验,均验证了这种基于傅立叶编码的身份验证技术的正确性。最后为了适应多重密钥验证的需要,提出了采用多密钥的改进编码方案,并通过光学实验证实了其正确性和鲁棒性。(3)傅立叶编码方案的解码图象具有对称性,因此包含的有效信息量较少。为了解决这个不足,本文提出了基于菲涅尔编码的光电混合身份验证系统。通过光学实验验证了该方法的正确性。实验表明,所提的基于菲涅尔编码的光电混合身份验证系统可以得到非对称的解码结果,这就意味着可以编码更多的原始图象信息;同时菲涅尔衍射距离z可以作为额外的加密密钥,与基于傅立叶编码的方案相比提高了安全性。(4)提出了用于身份验证的光学分形密码安全技术,利用光学分形器将用户密码转换成分形图,从而使用户密码得到保护。针对前人给出的OFS系统光路复杂,而且过多的光学元件容易造成成像质量下降的问题,设计了另一种更为简洁的光路。通过实验证实了所提光学分形密码安全技术的正确性。最后讨论了系统的鲁棒性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2009-12-01）
光学信息安全论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
光学信息安全技术依托衍射、干涉以及偏振等物理光学性质,通过有目的地调制明文的光场振幅、相位或偏振态等信息的分布,实现对明文图像的加密。它具有高速编码能力,多加密维度等优点,是对现代密码学的有益补充,更是其不可分割的重要组成部分。本论文基于现有的光学密码学基础,例如双随机相位编码理论、两步相移干涉理论、计算鬼成像理论等,结合压缩感知技术、分级身份认证技术、级联干涉技术、奇异值分解技术等提出一系列新的有意义的光学图像加密方案,分别包括:(1)提出了一种基于两步相移干涉术、双随机相位编码和压缩感知理论的两级图像认证方案:加密时,首先,将认证图像编码至两幅干涉图中:然后,通过离散小波变换(DWT)、稀疏化处理、Arnold变换和数据压缩过程,生成两幅压缩信号,将其分发给认证系统的不同参与者。身份认证和解密时,只有拥有第一幅压缩信号的解密者能通过身份弱认证:首先,依托正交匹配追踪算法计算得到稀疏信号;然后,依次完成逆Arnold变换、逆DWT、两步相移干涉术的波前重建和逆菲涅尔衍射后,在重构的图像和标准图像的非线性相关系数分布的中心位置将出现一个显着峰值;最后,在身份弱认证成功通过后,进行明文图像解密,此时拥有第二幅压缩信号的另一位解密者将联合第一位解密者共同完成明文图像解密。(2)提出了一种基于两步相移干涉术和平滑压缩信号空间复用的多图加密方案:加密时:首先,四个索引矩阵分别记录四幅明文图像像素的原始空间位置;其次,对四幅明文图像的像素分别按大小进行升序排列;然后,对得到的四幅平滑图像依次进行五阶Haar小波变换、稀疏化处理、Arnold变换和数据压缩操作,随后,基于压缩感知和空间复用技术将四幅压缩后的图像组合成一幅图像;最后,将该组合图像置于两步相移干涉术加密系统的输入平面,得到两幅干涉图密文。收集所有正确的密钥和密文进行解密:依次完成两步相移干涉术波前重建、空间解复用、逆Arnold变换、逆DWT和像素重排步骤,可成功解密出所有明文图像。(3)提出一种基于级联干涉结构和矢量随机分解算法的分级多图加密方案:首先,根据平行四边形法则,提出非等模分解算法,结合矢量随机分解算法,以数值计算的方式,将经随机相位调制的第K级明文图像分解成第K级单位强度的纯相位掩模密钥和第K-1级复振幅场——光强等于第K-1级明文图像像素值;然后,将第K-1级复振幅场视为和矢量,重复上述步骤,分解至第K-1级单位强度的纯相位掩模密钥和第K-2级复振幅场——光强等于第K-2级明文图像像素值;继续重复上述步骤,直至将第一级复振幅场视为和矢量,分解至两个单位强度的纯相位掩模板中:一个是第一级密钥,另一个是该加密系统的密文。解密时:不同身份等级的解密者应首先收集到对应层级的所有相位密钥,然后将相位密钥按正确的级联顺序置于不同的菲涅尔衍射距离处,最后,解密出的明文图像用电荷耦合元件(CCD)记录。该方案的加密过程通过数值计算的方式实现,解密过程可通过光学或者数值计算的方式完成。(4)提出一种基于奇异值分解鬼成像(SVDGI)的光学图像加密方案:首先,利用奇异值分解(SVD)变换,将随机矩阵的奇异值置1.0,经逆SVD变换构造出新的具有部分正交性的测量矩阵作为密钥;其次,利用该密钥对明文图像完成测量加密,密文为被桶探测器收集到的没有空间分辨率的光强序列;然后,密钥被加密者与解密者双方秘密共享,密文则在公共信道中传输;最后,欲获取明文图像的解密者,根据SVDGI解密重构算法:一步矩阵乘法运算,便可快速完成解密。因为共享的矩阵密钥未与明文图像发生过作用,与明文图像发生过作用的密文却没有空间分辨率,仅为一维光强序列,因此仅有密文或密钥的二者其一均无法解密,这保证了密码系统的安全性。就解密明文的保真度、解密速度、系统鲁棒性叁方面,将SVDGI与传统计算鬼成像、差分鬼成像和伪逆鬼成像分别比较,比较结果显示,所提方案具有显着优势。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光学信息安全论文参考文献
[1].祝云凯,李成林,单加响,邱杰凡.基于光学相机通信的传感器节点调试信息安全传输研究[J].信息技术与网络安全.2019
[2].张学.基于压缩两步相移干涉术和计算鬼成像的光学信息安全技术的研究[D].山东大学.2019
[3].杨丽莎.鬼成像的光学信息安全技术研究[J].卫星电视与宽带多媒体.2019
[4].袁琳.纠缠分数傅里叶变换及其在光学信息安全中的应用[D].哈尔滨工业大学.2017
[5].吴晶晶.基于鬼成像的光学信息安全技术研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[6].徐琳.光学加密技术与信息安全的融合与应用[J].网络安全技术与应用.2015
[7].张承功.基于相位恢复算法和强度传输方程的光学信息安全技术研究[D].深圳大学.2015
[8].范德胜.基于相移干涉术的光学信息安全系统的设计及软件实现[D].山东大学.2014
[9].秦怡,巩琼,李根全,宋金璠,吕林霞.基于Matlab的光学信息安全教学实践[J].实验室研究与探索.2013
[10].吴克难.信息安全中的光学加密和验证技术研究[D].大连理工大学.2009