[发明专利]一种基于随机光强调制的全息显示多图像的加密方法

说明书

本发明公开了一种基于随机光强调制的全息显示多图像的加密方法，包括：S1、生成N个正态高斯随机分布矩阵作为为密钥1，根据待加密图像的特征，从中抽取M个符合图像特征的随机调制矩阵，与M幅目标图像通过Gerchberg‑Saxton(G‑S)迭代算法，一起压缩加密成全息加密图，将其中根据图像特征以及尽可能减小串扰噪声来选取的菲涅尔衍射的距离作为密钥2，完成第一次加密，其中MN；S2、将全息加密图通过密钥1进行计算关联成像加密；S3、通过桶探测器多次接收密文，获取待重构信息；S4、将步骤S3中的待重构信息与密钥1运用计算关联成像算法进行第一次解密重构；S5、从密钥1中提取对。根据本发明，减小由于单一算法引起的潜在安全隐患，改善二次加密算法的速率，实现大容量的、安全的信息加密，提高光学加密的资源利用率。

技术领域

本发明涉及光学加密的技术领域，特别涉及一种基于随机光强调制的全息显示多图像的加密方法。

背景技术

随着通信技术的快速发展，大数据时代降临，人们对于信息安全的需求越来越大，各个行业对于信息安全业务的需求促使光学加密系统必须快速准确地加密和解密待加密的信息。为了实现更大容量的光学加密系统，人们根据光学信息处理技术的高并行性、高速率、高储存等特点实现了多图像光学加密技术，不仅增加了加密的容量，而且提高了安全性。

现有的光学加密系统中，普遍存在以下缺陷:1)目前大多数的多图像光学加密方法都是多张图片共用一个公共密钥。共用一个公共密钥的做法存在极大的安全隐患，一旦公共密钥泄露，所有图片都将被泄露；2)现有的多图像光学加密方法要想实现大容量的图像加密，加密手段单一。单次加密存在局限性，而且一旦被破解，后果不堪设想。要想进一步保障信息的安全性，需要实施二次加密，这也增加了加密信息的冗余，这些因素都限制了技术的进一步推广。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种基于随机光强调制的全息显示多图像的加密方法，减小由于单一算法引起的潜在安全隐患，改善二次加密算法的速率，实现大容量的、安全的信息加密，提高光学加密的资源利用率。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种基于随机光强调制的全息显示多图像的加密方法，包括：

S1、生成N个正态高斯随机分布矩阵作为为密钥1，根据待加密图像的特征，从中抽取M个符合图像特征的调制矩阵，与M幅目标图像通过Gerchberg-Saxton(G-S)迭代算法，一起压缩加密成全息加密图，将其中根据图像特征以及尽可能减小串扰噪声来选取的菲涅尔衍射的距离作为密钥2，完成第一次加密，其中MN；

S2、将全息加密图通过密钥1进行计算关联成像加密；

S3、通过桶探测器多次接收密文，获取待重构信息；

S4、将步骤S3中的待重构信息与密钥1运用计算关联成像算法进行第一次解密重构；

S5、从密钥1中提取对应的M个矩阵，将重构出的全息图通过密钥2和M个矩阵进行二次解密图像。

优选的，所述步骤S1中的生成全息图步骤包括：

S11、将根据待加密图像的特征，从中抽取M个符合图像特征的调制矩阵A结合随机相位通过菲涅尔衍射因子传播到target1的位置，得到相位分布，其中传播距离为Z1；

S12、将得到的相位叠加target1，通过菲涅尔衍射因子传播得到全息图相位分布；

S13、将入射光的强度结合全息图相位通过菲涅尔衍射因子传播到target2的位置，得到相位分布，将得到的相位叠加target2，通过菲涅尔衍射因子传播得到全息图相位分布，所述入射光的强度为随机调制矩阵B；

S14、将入射光的强度结合全息图相位通过菲涅尔衍射因子传播到target3的位置，得到相位分布，将得到的相位叠加target3，通过菲涅尔衍射因子传播得到全息图相位分布，所述入射光的强度为随机调制矩阵C；