基于切相傅里叶变换的光学身份认证技术研究

基于切相傅里叶变换的光学身份认证技术研究

论文摘要

随着信息技术的应用越来越广泛,随之而来的安全问题也日益增多,信息安全的研究面临着日益严峻的挑战。光学信息安全作为新一代信息安全技术,相比于传统基于数学和计算机的信息安全技术具有并行数据处理能力、多维设计自由度,大容量密钥空间等优势,因而成为图像加密及身份验证领域的一个研究热点。其中基于切相傅里叶变换的光学密码系统最近引起研究人员的广泛关注,然而作为一种光学非对称加密方式,其安全性能也受到了一些质疑。同时,光学认证技术作为光信息安全的其中一个重要组成部分,可用于判断消息是否被纂改以及身份认证等多个方面。因此,对光学认证技术的研究,不仅有助于光学信息安全理论的完备性,更具有重要的实际意义。本论文首先介绍了光学信息安全的概况,然后逐步介绍对称密码学,非对称密码学以及光学认证技术的发展现状,同时对本论文涉及的基本理论做了简要介绍。通过分析切相傅里叶变换的光学非对称加密技术,对存在的安全隐患进行了深入的分析,并从安全性和实用性的角度,提出了一种基于切相傅里叶变换的光学身份认证系统。本论文的主要目的是基于切相傅里叶变换理论对光学认证技术进行研究,论文的创新性工作主要包括以下两个方面:(1)分析了基于切相傅里叶变换的光学非对称密码系统,并对几种典型的基于相位恢复算法的攻击方案进行了深入研究,通过结合MATLAB的仿真模拟结果,对上述方案进行了对比分析,在此基础上,讨论了基于切相傅里叶变换的光学密码系统安全漏洞的根本原因与可能的安全性增强方案。(2)设计了一种安全、实用的基于切相傅里叶变换的光学身份认证系统。在切相傅里叶变换光路的基础上,引入螺旋相位板参与认证系统相位密钥和相位锁的设计过程,同时结合密钥的叠加复用技术、二值化稀疏技术和非线性相关算法,实现了多用户、多级别的光学身份认证。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景和意义
  •   1.2 光学信息安全简介
  •     1.2.1 光学密码学
  •     1.2.2 光学认证技术
  •   1.3 光学信息安全研究现状
  •   1.4 论文主要研究内容
  • 第2章 基础理论
  •   2.1 傅里叶光学理论
  •     2.1.1 标量衍射理论
  •     2.1.2 透镜的傅里叶变换性质
  •   2.2 GS相位恢复算法
  •   2.3 非线性相关函数
  •   2.4 图像稀疏理论
  •   2.5 螺旋相位板
  •   2.6 本章小结
  • 第3章 基于切相傅里叶变换的光学非对称编码研究
  •   3.1 基于切相傅里叶变换的光学非对称密码系统简介
  •   3.2 基于切相傅里叶变换的非对称加密安全性分析
  •   3.3 数值模拟分析与讨论
  •   3.4 本章小结
  • 第4章 基于切相傅里叶变换的光学身份认证
  •   4.1 单级身份认证原理
  •   4.2 多级身份认证原理
  •   4.3 仿真结果
  •   4.4 本章小结
  • 第5章 总结与展望
  •   5.1 全文总结
  •   5.2 工作展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间的研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 熊文琴

    导师: 彭翔

    关键词: 光学身份认证,切相傅里叶变换,光学非对称加密,迭代相位恢复

    来源: 深圳大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,电信技术,计算机软件及计算机应用

    单位: 深圳大学

    分类号: TN918.1;O43;TP391.41

    DOI: 10.27321/d.cnki.gszdu.2019.000374

    总页数: 54

    文件大小: 6865k

    下载量: 19

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