光學(xué)圖像加密技術(shù)是利用相干光或非相干光在傳播時(shí)的軌道角動(dòng)量、偏振、光強(qiáng)、相位、頻率等物理參量在頻域?qū)?shù)字圖像進(jìn)行光學(xué)信息處理來(lái)達(dá)到信息加密為目的的一種圖像加密技術(shù)。

與數(shù)字圖像加密技術(shù)相比，光學(xué)圖像加密技術(shù)有著下面的優(yōu)點(diǎn)：

（1）高速度與并行性：與利用計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備進(jìn)行串行順序傳輸和處理數(shù)據(jù)相比，光學(xué)圖像加密技術(shù)憑借光學(xué)信息處理技術(shù)自身的并行處理信息特性可以實(shí)現(xiàn)圖像的高速傳輸和運(yùn)算。

而且，在光學(xué)加/解密系統(tǒng)中的光學(xué)元件具有并行處理信息的特點(diǎn)。光學(xué)成像系統(tǒng)中還可以快速地進(jìn)行各種變換和卷積運(yùn)算，這更有利于光學(xué)圖像加密技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。

（2）安全性和復(fù)雜性：光波在空間傳輸過(guò)程中的多個(gè)物理參量（頻率、軌道角動(dòng)量、相位、振幅、偏振等）都可以作為光學(xué)圖像技術(shù)的密鑰。

而且，光學(xué)圖像加密技術(shù)所使用的光學(xué)加密系統(tǒng)中的光學(xué)元件種類、光學(xué)元件的相對(duì)位置等也可以作為光學(xué)圖像加密技術(shù)的密鑰。發(fā)送方可以設(shè)置多個(gè)不同的物理參量作為密鑰對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行加密，這種混合加密的方式大大增加了光學(xué)加密系統(tǒng)的安全性。

用于加/解密的光學(xué)系統(tǒng)中大多由不同種類和不同數(shù)量的光學(xué)設(shè)備組成，如：相干光源或非相干光源、透鏡、SLM、光柵等。光學(xué)設(shè)備的多樣性保證了整體光學(xué)安全系統(tǒng)的復(fù)雜性。

（3）多自由度：光學(xué)圖像加密技術(shù)可以提供空間頻率、光學(xué)數(shù)值孔徑、相位、振幅等多自由度用于圖像加密。

光學(xué)圖像加密技術(shù)的自由度越高意味著光學(xué)圖像加密技術(shù)在加密過(guò)程中的靈活性也就越大，相應(yīng)的敵方破解密文的難度也會(huì)提高。

（4）高魯棒性：光學(xué)圖像加密技術(shù)能夠抵抗唯密文攻擊、已知明文攻擊等密碼學(xué)攻擊方式。

與傳統(tǒng)的數(shù)字圖像加密技術(shù)相比，光學(xué)圖像加密技術(shù)憑借光波并行處理信息的能力可以高速處理數(shù)據(jù)信息且在卷積運(yùn)算和相關(guān)運(yùn)算等方面也有著很大的優(yōu)勢(shì)。

并且光波的很多物理特性，比如干涉、衍射、偏振、光強(qiáng)等都可以充當(dāng)光學(xué)圖像加密技術(shù)的密鑰，這進(jìn)一步加大了光學(xué)圖像加密技術(shù)的密鑰空間。而且光學(xué)成像系統(tǒng)中的光學(xué)元件的相對(duì)位置、光學(xué)元件的物理參數(shù)、光電設(shè)備的精度等也可以作為密鑰使用，這使得光學(xué)圖像加密技術(shù)可以有更高的自由度。

審核編輯：黃飛