[发明专利]基于光学全息的混合信息加密装置

说明书

本发明涉及一套基于光学全息的混合信息加密装置和系统，具体涉及光学加密领域。该装置包括计算机、信息加密模块和信息解密模块，信息加密模块由空间光调制器、激光器、衰减片、扩束镜、准直镜、分光镜、反射镜、合束镜、随机相位掩膜、傅里叶透镜和CCD构成，信息解密模块双随机相位掩膜是加密模块的共轭，其余元件与加密模块相同。计算机将音频转化为二维声图后与视图拼接分块，得到待加密图像，将其输入加密模块加密，得到加密图。解密模块对加密图进行解密处理，由计算机显示并播放图片和音频信息。本发明采用数字全息和双随机相位加密原理，对图像与音频信息拼接分块，实现图像与音频不同维度信息的混合加密与解密，并有效提高系统安全性。

技术领域

本项目涉及光学加密领域，主要涉及一种基于光学全息的混合信息加密装置。

背景技术

随着云计算、物联网等技术的高速发展，目前我国已进入互联网大数据时代。如何保证大数据环境下通信传输过程中用户的信息安全，成为当今信息技术领域的一个研究热点。光学加密技术是利用光学变换对明文的内在信息进行扰乱编码而实现的信息加密技术，因其具有高速并行性、复用容量大、多自由度等优点，迅速发展成为信息安全领域中重要的加密手段。目前传统光学加密技术的研究主要通过设计复杂光路系统和优化加密算法来提高系统的保密性，并未对信息类型进行拓展，只能实现图像或音频单一类型信息加密，无法满足音视频等多类型信息的混合加密需求，在重要远程会议等特殊应用场合受到限制，传统的基于菲涅尔衍射或数字全息的双随机相位加密系统具有线性性质，安全性低，易受攻击，且系统仅使用固有光学结构参数作为密钥，密钥维度和复杂度有限，破译者利用明文-密文对即可推导得到解密密钥。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有加密技术中的不足，提供一种基于光学全息的混合信息加密装置，以解决现有技术中只能对图像或音频单一信息类型加密，无法实现多类型信息混合加密的问题，并提高加密系统的安全性。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：本申请提供一种基于光学全息的混合信息加密装置，该装置包括计算机，信息加密模块和信息解密模块，计算机包括加密方计算机和解密方计算机，信息加密模块由空间光调制器、激光器、衰减片、扩束镜、准直镜、分束镜、第一反射镜、第二反射镜、合束镜、第一随机相位掩膜、第二随机相位掩膜、第一傅里叶透镜、第二傅里叶透镜和CCD构成，在加密模块中，激光器、衰减片、扩束镜、准直镜、分束镜和第一反射镜依次设置在激光器发射激光所在的光路上，分束镜将准直镜透射过的光分成水平和垂直的两束光，第二反射镜设置在垂直的光路上，且第二反射镜设置与分束镜平行。分束镜、第一反射镜、第二反射镜、合束镜形成矩形光路，且第二反射镜与第一反射镜成对角，合束镜与分束镜成对角，第二反射镜、合束镜、第一随机相位掩膜、第一傅里叶透镜、第二随机相位掩膜、第二傅里叶透镜、CCD依次设置在光路上，且第一随机相位掩膜、第一傅里叶透镜、第二随机相位掩膜、第二傅里叶透镜、CCD之间间距相等，空间光调制器与加密方计算机相连，并置于第二反射镜和合束镜之间；

解密模块由空间光调制器、激光器、衰减片、扩束镜、准直镜、分束镜、第三反射镜、第四反射镜、合束镜、第三随机相位掩膜、第四随机相位掩膜、第三傅里叶透镜、第四傅里叶透镜和CCD构成，激光器、衰减片、扩束镜、准直镜、分束镜、第三傅里叶透镜、第四随机相位掩膜、第四傅里叶透镜、第三随机相位掩膜、合束镜、CCD依次设置在激光器发射激光光路上，各间距与加密光路相同，分束镜、第三反射镜、第四反射镜、合束镜形成矩形光路，第三反射镜与合束镜成对角，第四反射镜与分束镜成对角，空间光调制器与解密方计算机连接，置于分束镜和第三傅里叶透镜之间。

可选的，激光器为He-Ne激光器，发射波长为632.8nm的激光。利用He-Ne激光器发射的激光是纯净的单色光，线宽极窄，波长误差只有几纳米，具有极大的相干长度。

可选的， 激光器发射的激光经分束镜分为物光和参考光，参考光的入射角度是可调节的，其调节范围在0到3.48°之间，在此范围内调节，可有效保障加密信息的完整性。