[发明专利]一种关联成像加密通信系统的解密方法

说明书

本发明公开一种关联成像加密通信系统的解密方法，其包括以下步骤：S001：固定激光源的位置，在激光源一侧依次设置激光滤波器、投影透镜、空间光调制器，在倾斜设置的空间光调制器下方由上至下依次设置承载目标物的载物台、汇聚透镜和光强探测器，光强探测器和空间光调制器分别与计算机相连；S002：信号发出者通过计算机控制空间光调制器利用空间相干单色激光束产生不同的相位掩模，传播轴向距离后到达目标物平面，再透过汇聚透镜后到达光强探测器，其中，相位掩模和轴向距离分别作为一个密钥通过秘密通道发送给信号接收端；同时，光强探测器探测到的光场强度值通过公共通道发送给信号接收端；最后计算机采用压缩感知算法重建物体图像，完成解密。

技术领域：

本发明涉及通信和关联成像技术领域，特指一种关联成像加密通信系统的解密方法。

背景技术：

随着通信技术、物联网技术以及大数据云计算等相关技术的快速发展，信息传输得以普遍应用于各行各业，在通信领域的应用场景中，图像数据作为主要的信息载体，扮演着十分重要的角色。

然而，在通信技术飞速发展的同时，信息传输的安全性越来越受到关注，如何以安全且高效的进行信息传输是通信领域中的一个重要问题。

传统的通信加密方法有网络加密模型法、通用密钥加密法、公钥加密法、WEB加密法、服务器验证法等，这些传统的通信加密方法都存在共同的问题，即通信速度慢、耗时长，加密程序繁琐、且安全性不够高，存在不少漏洞。这些问题的存在容易使得信息外泄，造成不必要的损失。

有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种关联成像加密通信系统的解密方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该关联成像加密通信系统的解密方法包括以下步骤：

S001：设计关联成像加密通信系统：固定激光源的位置，然后在激光源一侧依次设置激光滤波器、投影透镜、空间光调制器，其中，空间光调制器倾斜设置；并在空间光调制器下方由上至下依次设置用于承载目标物的载物台、汇聚透镜和光强探测器，其中，光强探测器和空间光调制器分别与计算机相连；

S002：密钥生成及图像解密重建：激光源产生的单色激光束经过激光滤波器、投影透镜后投射到空间光调制器；信号发出者通过计算机控制空间光调制器利用空间相干单色激光束产生不同的相位掩模，经过空间光调制器折射或反射，传播轴向距离后到达目标物平面，再透过汇聚透镜后到达光强探测器，其中，相位掩模和轴向距离分别作为一个密钥通过秘密通道发送给信号接收端，且一个相位掩模可产生多种不同的随机散斑；同时，光强探测器探测到的光场强度值通过公共通道发送给信号接收端；最后计算机采用压缩感知算法重建物体图像，完成解密。

进一步而言，上述技术方案中，于步骤S001中，激光源与激光滤波器之间的距离为L1，激光滤波器与投影透镜之间的距离为L2，投影透镜的焦距为f₁；投影透镜与空间光调制器之间的距离为L3，且空间光调制器竖直方向夹角为β；空间光调制器与目标物之间的距离为z_i，目标物与汇聚透镜之间的距离为L4，汇聚透镜与光强探测器之间的距离为L5，汇聚透镜的焦距为f₂，光强探测器的分辨率为U×V。

进一步而言，上述技术方案中，于步骤S002中，相位掩模在[0,2π]区间内随机分布；传播轴向距离z_i后，到达目标物平面的散斑光场强度为I_i(x,y,z_i)，再通过透射函数为T(x,y)的目标物，被光强探测器探测到的光场强度值为B_i；

采样次数为P，第一次通过空间光调制器在激光束上附加一个随机的相位掩模然后将其拉长为一行，然后每次行元素循环右移一位作为新的相位掩模i＝1,2,...,P，这些相位掩模形成了具有随机分布的Toeplitz矩阵；