光学加密与解密方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光学加密与解密方法、装置与系统，该方法包括如下步骤：对测量光路中的单色激光束进行光学调制以得到预制相干光源，预制相干光源对应有一入射光光强；获取预制相干光源对目标物体透射后对应的透射光强，根据透射光强以及所述入射光光强计算得到目标物体的透射率；根据目标物体的透射率以及参考光路的光强，按照预设加密公式对目标物体进行加密作业；根据测量光路中的透射光强以及参考光路中的光强，按照预设解密公式对目标物体进行解密作业。本发明专利技术提出的光学加密与解密方法，具有较高的加密效率以及保密特性，提高了实际应用性能。

Optical encryption and decryption method, device and system

The invention discloses an optical encryption and decryption method, device and system, which comprises the following steps: optical modulation of a monochromatic laser beam in a measuring light path to obtain a prefabricated coherent light source, a prefabricated coherent light source corresponding to an incident light intensity, and acquisition of the corresponding transmission of a prefabricated coherent light source to a target object after transmission. Light intensity, according to the transmitted light intensity and the incident light intensity calculation of the target object transmission; according to the transmission of the target object and the light intensity of the reference light path, according to the preset encryption formula for the target object encryption operation; according to the measured light intensity in the light path and the light intensity in the reference light path, according to the preset solution. The secret formula decrypts the target object. The optical encryption and decryption method has high encryption efficiency and security characteristics, and improves the practical application performance.

【技术实现步骤摘要】
光学加密与解密方法、装置及系统
本专利技术涉及光学信息安全领域，特别涉及一种光学加密与解密方法、装置及系统。
技术介绍
随着计算机技术、云计算、物联网等技术的高速发展，目前我国已经进入了互联网的大数据时代。如何保证大量数据的有效传递以及数据的信息安全，成为了当今信息
的一个重大难题。近年来，一种新型的光学加密技术受到了人们的普遍关注，由于该技术具有通过相位、波长以及频率等多个维度进行加密的特点，目前已经被广泛应用于信息安全和图像加密领域。为了进一步提高光学加密技术的抗干扰性，最近人们提出了一种基于热光关联的光学加密技术。基于热光关联的学加密技术依靠两条光路的强度涨落关联来完成对目标物体的加密和解密过程。具体的：(1)一条光路经过物体后由一个单像素探测器进行总的光强度测量，称之为测试光路，由于单像素探测器对物体只做光总强度测量而并不进行空间分辨，该过程可视为对目标物体进行加密的过程；(2)另一条光路经自由空间传播后由一个面探测器进行强度测量，称为参考光路。通过对两条光路探测到的强度信号进行关联运算，便可恢复目标物体的图像信息，这一过程可似为光学解密。由于加密过程中使用的是无分辨能力的单像素探测器，避免了传统光学加密系统中因使用易受环境因素干扰的面探测器而导致信息失真的不足。然而，上述的基于热光关联的光学加密技术在实际应用中至少存在以下技术问题：(1)由于热光源的非正交特性，对目标物体完成一次高质量的光学加密需要重复采集大量数据，导致该系统的信息加密效率较低；(2)由于热光源的分布特性会随着传播距离不同而改变，这不利于实现对远程目标物体、动态物体的加密。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的是为了至少解决上述技术问题中的其中之一，特提出一种可对远程目标物体进行信息安全处理的光学加密与解密方法、装置及系统。本专利技术提出一种光学加密与解密方法，其中，设置至少两条光路，包括测量光路以及参考光路，所述方法包括如下步骤：对所述测量光路中的单色激光束进行光学调制以得到预制相干光源，所述预制相干光源对应有一入射光光强；获取所述预制相干光源对目标物体透射后对应的透射光强，根据所述透射光强以及所述入射光光强计算得到所述目标物体的透射率；根据所述目标物体的透射率以及所述参考光路的光强，按照预设加密公式对所述目标物体进行加密作业；根据所述测量光路中的所述透射光强以及所述参考光路中的光强，按照预设解密公式对所述目标物体进行解密作业。本专利技术提出的光学加密与解密方法，首先对传统的单色激光束进行光学调制，得到预制相干光源后，在测量光路中将该预制相干光源照射目标物体，根据前后的光强计算得到该目标物体的透射率；再根据该透射率以及参考光路的光强对目标物体进行加密作业；此外，也可根据参考光路中的光强以及透射光强对上述的目标物体进行解密作业。在本专利技术中，由于得到的预制相干光源的正交特性，可大幅度地减少采样次数，从而实现高效的光学加密，有利于对动态物体进行加密；此外，该预制相干光源具有平移不变性，使得光强在经远距离传输后其分布特性不发生改变，有利于对远程物体进行加密。所述光学加密与解密方法，其中，所述方法还包括：当判断到所述参考光路的传播距离，和所述预制相干光源与所述目标物体之间的距离相等时，则对所述目标物体进行所述加密作业或所述解密作业。所述光学加密与解密方法，其中，经调制后得到的所述预制相干光源的所述入射光光强的表达式为：其中，为所述入射光光强，j为复数，n为光源产生的次数，τ为所述预制相干光源的周期。所述光学加密与解密方法，其中，所述参考光路的光强的表达式为：其中，为所述参考光路的光强，a为与所述参考光路的传播距离相关的修正参数。所述光学加密与解密方法，其中，在所述测量光路中对所述目标物体进行加密，所述预设加密公式的表达式为：其中，为加密过程中在所述测量光路中所探测到的光强，T(x)为所述目标物体的透射率。所述光学加密与解密方法，其中，所述预设解密公式的表达式为：其中，O(x)为所述目标物体的图像信息，<B>为所述测量光路中所探测到的光强的平均值，N为总测量次数。所述光学加密与解密方法，其中，所述总测量次数不大于200次。本专利技术还提出一种光学加密与解密装置，其中，设置至少两条光路，包括测量光路以及参考光路，所述装置包括：光学调制模块，用于对所述测量光路中的单色激光束进行光学调制以得到预制相干光源，所述预制相干光源对应有一入射光光强；光学计算模块，用于获取所述预制相干光源对目标物体透射后对应的透射光强，根据所述透射光强以及所述入射光光强计算得到所述目标物体的透射率；光学加密模块，用于根据所述目标物体的透射率以及所述参考光路的光强，按照预设加密公式对所述目标物体进行加密作业；光学解密模块，用于根据所述测量光路中的所述透射光强以及所述参考光路中的光强，按照预设解密公式对所述目标物体进行解密作业。本专利技术还提出一种光学加密与解密系统，其中，设置至少两条光路，包括测量光路以及参考光路，所述系统包括：用于生成单色激光束的激光器、用于对所述单色激光束进行光学调制的空间光调制器以及用于接收透射光的单像素探测器，所述系统应用如上所述的光学加密与解密方法。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术第一实施例提出的光学加密与解密方法的流程图；图2为本专利技术第二实施例提出的光学加密与解密系统的结构示意图；图3为本专利技术第二实施例中传统热光源的实验图像；图4为本专利技术第二实施例中采用传统热光源解密后的目标物体的实验图像；图5为本专利技术第二实施例中预制相干光源的实验图像；图6为本专利技术第二实施例中采用预制相干光源解密后的目标物体的实验图像；图7为本专利技术第三实施例提出的光学加密与解密装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学加密与解密方法，其特征在于，设置至少两条光路，包括测量光路以及参考光路，所述方法包括如下步骤：对所述测量光路中的单色激光束进行光学调制以得到预制相干光源，所述预制相干光源对应有一入射光光强；获取所述预制相干光源对目标物体透射后对应的透射光强，根据所述透射光强以及所述入射光光强计算得到所述目标物体的透射率；根据所述目标物体的透射率以及所述参考光路的光强，按照预设加密公式对所述目标物体进行加密作业；根据所述测量光路中的所述透射光强以及所述参考光路中的光强，按照预设解密公式对所述目标物体进行解密作业。

【技术特征摘要】
1.一种光学加密与解密方法，其特征在于，设置至少两条光路，包括测量光路以及参考光路，所述方法包括如下步骤：对所述测量光路中的单色激光束进行光学调制以得到预制相干光源，所述预制相干光源对应有一入射光光强；获取所述预制相干光源对目标物体透射后对应的透射光强，根据所述透射光强以及所述入射光光强计算得到所述目标物体的透射率；根据所述目标物体的透射率以及所述参考光路的光强，按照预设加密公式对所述目标物体进行加密作业；根据所述测量光路中的所述透射光强以及所述参考光路中的光强，按照预设解密公式对所述目标物体进行解密作业。2.根据权利要求1所述的光学加密与解密方法，其特征在于，所述方法还包括：当判断到所述参考光路的传播距离，和所述预制相干光源与所述目标物体之间的距离相等时，则对所述目标物体进行所述加密作业或所述解密作业。3.根据权利要求2所述的光学加密与解密方法，其特征在于，经调制后得到的所述预制相干光源的所述入射光光强的表达式为：其中，为所述入射光光强，j为复数，n为光源产生的次数，τ为所述预制相干光源的周期。4.根据权利要求3所述的光学加密与解密方法，其特征在于，所述参考光路的光强的表达式为：其中，为所述参考光路的光强，a为与所述参考光路的传播距离相关的修正参数。5.根据权利要求4所述的光学加密与解密方法，其特征在于，在所述测量光路中对所述目标物体进行加密，所述预设加密公式的表达式为：其中，为加密过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗春伶，冯晓华，雷鹏，齐金泉，贾晓昕，李宗霖，董锋，佀化冲，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36