光学动态图像信息的伪装加密方法研究

Optical information security techniques are very prospective research topics worldwide. They are significant in the fields of business, financial industry, publishing and military in the applications of the secure information transmission, copyright protection, identity authentication and anticounterfeit. Current optical information security techniques are mainly limited in the researches of single or multiple image encryption/decryption, however, few schemes of encryption methods for movies or animations exist. Our project intends to develope a novel research topic in the optical encryption of movies or animation images. In our research we will avoid the scheme of movie encryptions based multiple image encryption, rather we propose a new idea to encrypt the movie information, i.e. using camouflage images or fragments to hide the secret portions of information or the secret movie clips. The camouflage hiding scheme will be developed by using optical transform and phase retrieval methods. The encrypted movie will still be visually reasonable but the secret portions of information are hidden. We will propose methods for optical localized image encryption/decryption, developing a scheme to perfectly fusion of the camouflage images or objects in the background of the original movie and study the key generation processes and manipulations. Our project will open a new road for the research of movie encryption and hence of great significance for the further developments of the optical information security techniques.

光学信息安全技术研究是目前国际学术界的前沿课题之一，对信息的安全传输、版权保护、签权认证以及防伪等方面在商业、金融、出版以及军事等领域的诸多应用具有重要的理论意义和实用价值。目前的光学安全研究大多集中在单幅或多幅图像的加密和解密研究上，动态图像或动画图像的光学加密方法尚少有人问津。本项目旨在开展光学动态图像加密这一新方向的研究。我们避开了以多图像加密为基础的动态图像加密的方案，提出了伪装隐藏动态图像中的局域秘密信息或片段的新思路。采用光学变换和相位恢复算法将动态图像中的局域秘密信息或秘密片段用伪装图像或动态图像片段替换，加密后的动态图像仍有视觉意义，但秘密信息已被隐藏或串改。本项目将提出新算法研究局域光学信息加密、伪装图像与原动态图像间的完美融合以及密钥的生成与管理等。本项目的顺利实施将为光学动态图像信息安全的研究提供新思路，对促进光学信息安全技术的进一步发展具有重要的理论意义和广泛的应用

光学密码术是近年来国际学术界的前沿课题，对未来的光学信息技术应用具有重要的理论意义和应用价值。本项目旨在研究动态图像的伪装隐藏加密技术，重点研究了多图像伪装隐藏加密算法、关联成像（鬼成像）技术在光学安全中的应用、相位恢复算法在光学密码与图像隐藏技术中的应用、光学安全认证以及密码分析等方面的问题，取得了如下成果：1、提出了并实验验证了一种基于相位恢复的图像光学非对称编码加密方案。2、提出了多种多图像伪装隐藏加密的方案。如基于位相复用的非对称多图像加密技术；基于角度复用的光学衍射模型实现多图像隐藏；Gyrator变换域多图像相位恢复算法；倾斜照明下的多图像相位恢复技术等等。3、提出了多种基于鬼成像的加密解密方案。如基于相关成像的选择明文攻击方案，该方案可以攻击基于线性变换随机编码系统；基于计算鬼成像的多图像加密技术。4、提出了多种光学安全认证方案。如基于双重纯位相相关的光学认证技术；基于迈克尔逊干涉仪的光学认证技术；基于鬼成像的光学安全认证技术等等。5、深入研究了相位恢复算法在信息安全与成像中的应用。如基于并行相位恢复的双随机相位编码破解技术；级联菲涅尔变换域彩色图像相位编码方法等等。本项目在国际期刊上发表SCI文章17篇，出版专著一部《分数阶变换与光学图像加密》。