陈洁 周昕 白星 李聪 徐昭 倪洋

(四川大学电子信息学院, 成都 610065)

薄层强散射介质的散射系统只会引起入射光波的振幅和相位分布变化, 但不会导致总能量的衰减.这一过程可以看成光波被散射系统编码的过程, 与双随机加密系统极为相似.本文首先证明了载有目标信息的光波在通过薄层强散射介质的散射系统时所产生散斑的分布特性, 与双随机加密系统加密同一明文目标所得到的密文分布特性具有高度的相似性.然后, 本文将该散射系统视为一个双随机加密系统, 并利用相位恢复算法精确地计算出该散射系统所对应的两块随机相位密钥, 同时证明了这两块密钥板还可以成功地从该散射系统所得到的其他任何散斑中恢复出对应的原始图像.最后, 为了进一步证明二者的等价性, 本文使用一种适用于双随机加密系统的唯密文攻击方法, 成功地破解了薄层强散射介质的散射系统, 得到了较好结果.

1 引 言

近年来, 采用非侵入、直接的成像方式透过散射介质恢复出目标的原始结构和信息, 在光学成像领域已成为备受瞩目的研究热点, 特别在医学诊断、军事安全、纳米技术应用及水下探测等方面显得极为重要和迫切[1−4].对于微粒尺寸为波长量级且空间分布随机的介质, 入射光在其内部传播时会产生强烈的散射, 从而导致原本有序的波前相位发生严重畸变[5].这些强散射光会在观测表面随机分布, 产生相……