[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)疊層加密筒、加密方法及解密方法

有效

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• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112948850B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史祎詩;王子瑞;張書源
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)疊層加密筒、加密方法及解密方法。該加密方法包括：將具有偏心距離的探針密鑰作為初始探針，并利用所述初始探針掃描待加密圖像的圖像信息，并將所述圖像信息經(jīng)過旋轉(zhuǎn)疊層加密鏡筒處理，生成密文信息強度分布；按順時針方向多次轉(zhuǎn)動整個所述旋轉(zhuǎn)疊層加密鏡筒，每次轉(zhuǎn)動任意角度，使得覆蓋待加密圖像，并獲取所述旋轉(zhuǎn)疊層加密鏡筒每一次旋轉(zhuǎn)后的所述待加密圖像的密文信息強度分布；根據(jù)所述密文信息強度分布確定多張密文圖像。本發(fā)明操作難度低且安全性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息加密領(lǐng)域，特別是涉及一種旋轉(zhuǎn)疊層加密筒、加密方法及解密方法。

背景技術(shù)

在人類進入信息社會以來，信息安全作為一個能夠影響國家軍事、政治、經(jīng)濟方面發(fā)展的問題，一直都受到科學(xué)界的重視。如何保障秘密信息的安全傳輸，且在途中不會被攻擊者截獲或者破壞是信息安全中的一個重要技術(shù)問題。因此，對于想要傳遞的信息，信息傳遞方需要再對其進行系統(tǒng)地隱藏和偽裝，生成帶有冗余信息的密文，這一過程被稱為加密過程；而被允許的接受信息的人需要相應(yīng)的密鑰去提取這一秘密信息，剔除不重要的冗余信息，這一過程被稱為解密過程。這種信息隱藏與加密過程的應(yīng)用非常廣泛，在商標(biāo)版權(quán)保護、個人隱私保護等方面也發(fā)揮著重要作用，是推動信息安全技術(shù)發(fā)展的助推劑。

傳統(tǒng)的信息加密與隱藏技術(shù)是基于數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、信息論等學(xué)科來加密與隱藏信息，最早可追溯至古代的隱寫術(shù)。而近年來，隨著光學(xué)、電子學(xué)、聲學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展與進步，信息加密的機制也在不斷拓展，體現(xiàn)了眾多學(xué)科的多樣性。信息安全與其他領(lǐng)域的交叉一方面提升了密鑰的安全性和密鑰空間，另一方面也體現(xiàn)了各個學(xué)科在加密領(lǐng)域的優(yōu)勢。而近20多年來，光學(xué)作為一個方興未艾的學(xué)科，在信息加密領(lǐng)域的價值還等待更多的人去挖掘。

1995年，Refregier和Javidi首先提出了利用雙隨機相位板和4f系統(tǒng)(DPRE系統(tǒng))對圖像進行加密的方法，開啟了光學(xué)信息加密的大門。2013年，中國科學(xué)院大學(xué)史祎詩等人將其與DRPE系統(tǒng)相結(jié)合提出了一種新型的信息加密系統(tǒng)，引入疊層成像中的物理參數(shù)。其中，疊層成像中的光探針被作為一種新型的密鑰，拓展了密鑰的空間，提升了整個加密系統(tǒng)的安全性和魯棒性。然而DPRE系統(tǒng)由于其密鑰空間小，只是兩個隨機相位板，安全性較差；傳統(tǒng)的疊層加密系統(tǒng)雖然增加了光探針為新型密鑰，但是其需要移動光探針進行掃描，對光束的要求較高，實際操作起來難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)疊層加密筒、加密方法及解密方法，以解決傳統(tǒng)的疊層加密系統(tǒng)操作難度高且安全性差的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種旋轉(zhuǎn)疊層加密筒，包括：依次設(shè)置的第一相位板、第一透鏡、第二相位板、第二透鏡以及密文接收屏；

所述第一透鏡與所述第二相位板通過螺紋連接，在加密過程中，使得所述第二相位板、所述第二透鏡以及所述密文接收屏整體移動，確定伸縮距離，根據(jù)所述伸縮距離對待加密圖像進行加密。

一種旋轉(zhuǎn)疊層加密方法，包括：

將具有偏心距離的探針密鑰作為初始探針，并利用所述初始探針掃描待加密圖像的圖像信息，并將所述圖像信息經(jīng)過旋轉(zhuǎn)疊層加密鏡筒處理，生成密文信息強度分布；

按順時針方向多次轉(zhuǎn)動整個所述旋轉(zhuǎn)疊層加密鏡筒，每次轉(zhuǎn)動任意角度，使得覆蓋待加密圖像，并獲取所述旋轉(zhuǎn)疊層加密鏡筒每一次旋轉(zhuǎn)后的所述待加密圖像的密文信息強度分布；

根據(jù)所述密文信息強度分布確定多張密文圖像。

可選的，所述密文信息強度分布為：