[发明专利]基于虚拟成像的信息隐藏加/解密方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于虚拟成像的信息隐藏加/解密方法及装置，属于信息安全领域。该方法使用并行硬件和算法的电子装置及软件，仿真虚拟成像过程对信息隐藏加/解密。图像信息的加密包括信息平面的采样、加入随机模板、在设定参数下进行的离散菲涅尔变换。解密用相应的解密参数计算随机模板在透镜后表面的复振幅分布，再对信息物所反射的光波在透镜后表面的复振幅分布，作距离为d_i的衍射得到原信息图像；同样的方法也适用于语音信息的加/解密。采用的装置包括由通用PC机和数字信号处理器、可编程专用集成电路构成的主从式系统，或是脱离PC机单独运行的嵌入式系统。本发明的优点在于：加/解密自由度大、密级高、灵活性高、适应性强。

主权项

1、一种基于虚拟成像的信息隐藏加/解密方法，该方法通过使用并行硬件和算法的电子装置及软件，仿真虚拟成像过程对包括图像和语音的信息隐藏加/解密，其特征在于，具体做法是：对于图像信息在加密端的加密步骤：1)对信息平面U0(x0，y0)进行N×N的采样，沿x0和y0方向的采样间隔分别为Δx0和Δy0，用kΔx0和lΔy0替换x0和y0，其中k，l是0到N-1之间的整数，同理用mΔξ和nΔη替换透镜前表面UL1(ξ，η)，后表面的复振幅分布UL2(ξ，η)中的ξ和η；m，n也是0到N-1之间的整数；2)在光路中加入一个模拟“随机光场”的随机模板(用UM表示)；3)在加密过程中，用离散菲涅尔变换(DFD)计算信息平面和随机模板到透镜前表面的衍射，衍射距离分别为d0和d，它们在透镜前表面的菲涅尔衍射图案将发生干涉，得到干涉图，干涉图又经透镜的复振幅透过率函数的转换到达透镜的后表面，成像透镜后表面的复振幅分布UL2(ξ，η)被当作密文，密文与波长λ，衍射距离d0，透镜焦距f有关，它们是设计密钥的参数；加有密钥的图像信息经通讯线路传至解密端后按下列步骤解密：1)用相应的解密参数(钥匙)λ_key、f_key、d0_key计算随机模板在透镜后表面的复振幅分布，从密文中减去该分布值；2)剩下信息物所反射的光波在透镜后表面的复振幅分布，再对此结果作距离为di的衍射(di是透镜后表面到像平面的距离)，就会得到原信息图像的像；对于语音信息的加/解密步骤：利用软件将语音数据读取到矩阵中，再利用数组操作将它的元素重新排列使之成为一个N×N的矩阵，然后按照上述图像信息在加密端和解密端加/解密步骤进行操作。