刘 杰，刘 念，秦 维，张冬生，谢尚志，郑红斌，李 靖

（西安应用光学研究所 陕西 西安 710065）

1 引言

在当前的社会背景下，社会已经全面进入到了网络信息时代之中，这就使得那些传统的电子数据处理系统以及计算机技术，很容易受到各种客观因素所带来的限制以及影响，这些使其逐渐被具备着现代化特征的光学加密方法以及光学加密技术代替。同时，光学加密的数据信息处理技术，还拥有着显著的稳定性、高速性以及并行性特点，这也是其主要的优势所在，比如光波长短、多维振幅、容量宽度以及相位等物理属性，使得光学加密技术在信息安全中得到越来越广泛的引用。

2 信息安全的基本概述

随着互联网数据信息的持续增加，各种各样的数据呈现出一种“井喷”式的发展状态，这也使得传统的计算机密码技术，已经无法满足当前社会在数据信息安全方面的基本需求。因此，出现了以光学为主要特征所展开的信息安全技术，利用光学来对数据信息进行更好的处理，实现对于图像信息的加密处理。同时，在信息安全当中，信息隐藏技术已经成为主要的应用渠道，通过版权标识、匿名以及隐藏信道等方式，将那些拥有应用价值的数据信息加以隐藏。而其中效果最为显著的隐藏技术就是水印，其不仅能够与原本的数据信息进行更加全面的结合，并隐藏到其内部，作品著作人还可以利用作品中的水印信号来更好地维护自身的权益。并且光学手段还可以进一步实现对于各种数据信息的隐藏，利用光信息处理技术，将那些经过水印编码后的信息添加到频率域以及空间域之中。除此之外，还有身份验证技术，主要通过将验证者自身的数据信息，将系统当中所储存的数据信息进行全方位的比较，从而科学、合理地判定验证者身份的合法性[1]。

3 信息安全中光学加密技术的主要应用措施

3.1 双随机相位编码加密技术

这种双随机相位编码技术，由于具有并行性以及高速性的特征，受到了群众的广泛关注，可以更好地对那些原始的图像信息进行加密处理，并且这一加密系统对于原始的平面图像可以进行全方位的照射，使得原始图像信息能够在频率以及空间两种因素的调制以及影响下，加密处理为所需要的技术结构，进一步达到保障信息安全的主要目标。然而，虽然这一光学加密技术拥有着较为完善的鲁棒性以及安全性，但随着光学加密技术的飞速发展，其中也显现出了一些不足之处，比如双随机相位编码加密技术系统当中相位的掩膜位置，必须要展开全方位的校对后才可以进行应用，并且其主要的应用结果也呈现出一种复振幅分布的状态。因此，需要将光学加密技术进行更加科学、合理的改造。

3.2 基于分数傅里叶变换的加密技术

为了更好地解决双随机相位编码加密技术中存在的部分问题，应当在不提升硬件的基础上，展开基于分数傅里叶变换的加密技术，从而全方位提升加密系统自身的安全性以及稳定性。这种光学加密技术最早起源于量子力学中相关问题的研究，并且其在光学领域中的空间滤波、原始图像以及相位复位等领域中得到了普及应用。同时，在经过多年的研究后，分数傅里叶变换加密技术已经进一步衍生出了多种方式，例如：利用分数傅里叶变化所进行的全相位加密技术、利用拓展分数傅里叶交换的光学加密系统以及多通道加密技术等。在此基础上，这一研究还逐渐向着与其他技术融合的方向发展，出现了结合加密技术的研究[2]。

3.3 基于联合变换相关器的光学加密系统

在联合变换相关器当中，具有十分显著的平移不变性，并且能够利用空间光调制器等光学器件来展开实时化处理。同时，这一技术在信息安全领域当中，主要应用在图像加密、图像识别以及身份验证等多个方面，双随机相位加密方式，由于其对精度的要求相对较高，这就对其实际应用产生了极大的限制。而联合变换加密系统则很好地解决了这一问题，其中的待加密图像信息，可以将其先与一个随机的相位叠加在一起，并与秘钥一同放置在JTC结构平面之中，这就可以在傅里叶平面当中找出具体的联合功率谱，其不仅属于一种广义上的白噪声光强分布，也可以看作一种加密后的结果。而在解密过程之中，所采用的是4F系统结构，主要就是将秘钥放置在4F系统的输入平面当中，使得联合功率谱以及加密结构可以放置在傅里叶的平面之上。由此可以看出，为了更好地在解密过程中得到原本的图像信息，处在空间域之中的秘钥就必须是纯相位分布的傅里叶变换，而基于联合变换相关器的加密系统，则是光学加密系统向着实用化方向发展的关键所在。但仍有一些尚未改进的JTC系统没有在光学加密领域中进行应用，如非线性联合变化相关器以及非相干光联合变换相关器等，而基于这些系统内容，很有可能设计出更加优质的光学加密系统，这些也属于光学加密技术未来的主要发展方向。

4 结论

在越来越多信息处理技术不断问世的背景下，光学加密技术，已经在双随机相位加密系统的基础上，进行了不断的改进以及优化，但光学元器件方面，其在加密技术处理之中的应用仍旧存在着较为明显的不足，再加上光学加密系统不够完善等因素带来的影响，使得信息安全中光学加密技术的应用有着极大的发展空间。因此，在信息安全中必须提升对于光学加密技术的重视程度，进一步实现加密技术中的应用性兼容，保证光学加密技术能够在信息安全中发挥出更好的作用。