[发明专利]一种基于混沌和计算全息的光学加密方法

摘要

一种基于混沌和计算全息的光学加密方法。该方法成功地利用混沌序列构成随机相位列阵对物光波进行调制编码，并采用修正离轴参考光的博奇编码法，基于计算全息实现了光学加密和解密。属于信息安全技术领域。解密时，该方法只要获得正确的混沌序列初始值，即可得到随机相位列阵，并结合正确的系统结构参数，从而可以重建清晰的原始图像。与传统的随机相位加密相比，混沌序列初始值作为密钥，从而不再有相位列阵存储和传送的困难，大大压缩了密钥的数据量，同时计算全息技术加密信息的数字化更有利于信息的保存和传输。

主权项

一种基于混沌和计算全息的光学加密方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：构造步骤，利用混沌序列构造随机相位列阵(RPM)密钥，所述的混沌序列是利用logistic混沌映射生成的，其中，logistic混沌映射的定义：xn+1＝μxn(1‑xn)式中，μ为系统参数，且μ∈[0，4]，xn∈(0，1)，选定密钥参数值(x10，μ1) 和(x20，μ2) 由混沌映射生成两个混沌序列，然后分别构造二维、大小等同于待加密明文信息的两个矩阵M1和M2；计算步骤，计算全息图光强分布，具体包括如下步骤：步骤一.计算变换平面(x1，y1)的波前分布：由密钥参数(RPM1，z1，λ)计算出输入平面(x，y)到变换平面(x1，y1)前的菲涅耳衍射(FrT)的复振幅分布f(x1，y1)：其中，f(x，y)为待加密明文信息，RPM1为由所述构造步骤构造而成的紧贴输入平面(x，y)的第一个随机相位列阵，z1为RPM1到变换平面(x1，y1)的距离，λ为系统波长；步骤二.计算输出面(x2，y2)的波前分布：由密钥参数(RPM2，z2，λ)计算出变换平面(x1，y1)到输出平面(x2，y2)前的菲涅耳衍射(FrT)的复振幅分布f(x2，y2)：其中，RPM2为由所述构造步骤构造而成的置于变换平面(x1，y1)的第二个随机相位列阵，z2为RPM2到输出面的(x2，y2)距离；步骤三.计算输出面(x2，y2)上全息图光强分布：引入参考光R与f(x2，y2)干涉，计算出输出平面(x2，y2)上全息图的光强分布为：I(x2，y2)＝|R+f(x2，y2)|2；编码步骤，采用计算全息博奇编码法生成加密密文信息；解密步骤，解密明文信息。