光學圖像加密技術的優勢分析

光學圖像加密技術是利用相干光或非相干光在傳播時的軌道角動量、偏振、光強、相位、頻率等物理參量在頻域對數字圖像進行光學信息處理來達到信息加密為目的的一種圖像加密技術。

與數字圖像加密技術相比，光學圖像加密技術有著下面的優點：

（1）高速度與并行性：與利用計算機等數字設備進行串行順序傳輸和處理數據相比，光學圖像加密技術憑借光學信息處理技術自身的并行處理信息特性可以實現圖像的高速傳輸和運算。

而且，在光學加/解密系統中的光學元件具有并行處理信息的特點。光學成像系統中還可以快速地進行各種變換和卷積運算，這更有利于光學圖像加密技術的進一步應用。

（2）安全性和復雜性：光波在空間傳輸過程中的多個物理參量（頻率、軌道角動量、相位、振幅、偏振等）都可以作為光學圖像技術的密鑰。

而且，光學圖像加密技術所使用的光學加密系統中的光學元件種類、光學元件的相對位置等也可以作為光學圖像加密技術的密鑰。發送方可以設置多個不同的物理參量作為密鑰對數字圖像進行加密，這種混合加密的方式大大增加了光學加密系統的安全性。

用于加/解密的光學系統中大多由不同種類和不同數量的光學設備組成，如：相干光源或非相干光源、透鏡、SLM、光柵等。光學設備的多樣性保證了整體光學安全系統的復雜性。

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

光學圖像加密技術的自由度越高意味著光學圖像加密技術在加密過程中的靈活性也就越大，相應的敵方破解密文的難度也會提高。

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

與傳統的數字圖像加密技術相比，光學圖像加密技術憑借光波并行處理信息的能力可以高速處理數據信息且在卷積運算和相關運算等方面也有著很大的優勢。

并且光波的很多物理特性，比如干涉、衍射、偏振、光強等都可以充當光學圖像加密技術的密鑰，這進一步加大了光學圖像加密技術的密鑰空間。而且光學成像系統中的光學元件的相對位置、光學元件的物理參數、光電設備的精度等也可以作為密鑰使用，這使得光學圖像加密技術可以有更高的自由度。

審核編輯：黃飛