[发明专利]基于柱面衍射和等效模分解的非对称光学图像加密方法

摘要

本发明提出一种基于柱面衍射和等效模分解的非对称光学图像加密方法，该方法可以有效抵抗迭代恢复方法的攻击。该方法对经典的基于等效模分解的非对称光学加密技术进行简单的改进，使用柱面衍射代替菲尼尔衍射或夫琅禾费衍射，使用一个纯振幅密文和一个纯相位私钥代替两个复振幅掩膜，能极大地提高加密方法的安全性，特别是能抵御迭代恢复方法的攻击。

主权项

1.一种基于柱面衍射和等效模分解的非对称光学图像加密方法，其特征在于，该方法包括加密和解密两个过程；所述的加密过程如下：待加密的图像I与随机相位板R1结合，构成一个复振幅U1，表示为U1=sqrt(I)×exp(iR1)，其中i为虚数单位，R1在区间[0, 2π]上具有均匀概率分布；复振幅U1经过柱面衍射逆变换，得到复振幅U2，表示为U2=ICDT(U1)，其中ICDT表示柱面衍射逆变换；对复振幅U2进行等效模分解，表示成两个掩模相加，即U2=P1+P2；对复振幅U2取模表示为A=abs(U2)，对复振幅U2取相位角，表示为β=arg(U2)；按照公式C=0.5A/cos(β‑R2)计算等效模分解的振幅，作为加密的密文，其中R2是一个在区间[0, 2π]上具有均匀概率分布的随机相位板，也是等效模分解的第一个掩模P1的相位角；按照公式PK=2β‑R2计算等效模分解的第二个掩模P2的相位角，作为加密的私钥；而R1和R2及柱面衍射的系统参数作为公钥；所述的解密过程如下：首先，密文和随机相位板R2生成第一个掩模P1，表示为P1=C×exp(iR2)；然后，密文和私钥生成第二个掩模P2，表示为P2=C×exp(iPK)；等效模分解的两个掩模相加得到复振幅U2，表示为U2=P1+P2；最后，经过柱面衍射变换得到复振幅U1，对复振幅U1取模的平方，即可恢复图像I，表示为I=|U1|²=|CDT(U2)|²，即I=|CDT{C×[exp(iR2)+exp(iPK)]}|²。