admin 基于传统的双随机相位加密系统，进行一种双随机相位和振幅联合编码的图像加密技术研究，通过在频谱面引入振幅掩膜，对图像频谱的相位和振幅联合调制加密，由于振幅掩膜的二元特性，很好的实现多幅图像的复合加密，同时又具有传统双随机相位加密方法高安全性的优势。在此基础上，又提出了一种图像隐藏新方法，新方法很好的实现了对原始图像的隐藏，进一步提高了系统的安全性，可在信息安金、图像保密传输等领域得到广泛应用。
一、图像的加密理论模型设计及分析
1、振幅和相位联合编码图像复合加密方法的理论分析
图像文件加密的理论光路图如图1所示：
假设两个原始图像分别是f1（x1，y1)、f2（X1，y），两个随机相位板PM1、PM2分别为P1（x1，y1）=exp[i2πα(x1，y1)]、P2（ξ，η）=exp[i2πb（ξ，η），式中a、b为O至1随机矩阵。
同时我们在频谱面∑2紧贴随机相位板后放置振幅板AM，为了分析方便，我们假设振幅板是间距为口，透光部分与不透光部分比例为1:1的罗奇光栅，其光栅透射因子为：
对第依附原始图像进行加密，原始图像f1（x’1，y1）置于输入平面∑1，经第一块随机相位板PM1调制后的光场为：
经过一次傅立叶变换到达频谱面∑2，在频谱面经过第二块随机相位板PM2和振幅板AM调制后的光场为：
经过第二次傅立叶变换，到达输出平面∑3，得到加密图像g1（x，y）为：
加密第二副图像时，将光栅平移半个周期，平移后光栅透射因子为：
经过加密过程后得到的加密图像为g2(x，y)
通过上述加密过程，最终得到的是两幅原始图像的复合加密图像g(x，y)
2、振幅和相位联合编码图像复合加密方法的模拟实验
基于以上理论分析，进行随机振幅和相位联合编码图像复合加密的模拟实验研究，模拟的过程包括随机相位板的¨调制”和振幅板的“调制”，本文用光场的复振幅分布与计算机生成的随机矩阵的点乘积模拟相位板和振幅板的“调制”。
两幅原始图像如图2(a)(b)所示，采用图1所示加密光路，使用Matlab完成计算机模拟。图2(c)(d)所示为两幅原始图像加密时所使用的相应随机振幅板，并且两幅振幅板的透过部分是互补的。加密结果如图2(e)所示，与传统双随机相位加密结果一样，是稳定的白噪声。
二、图像的解密理论模型设计及分析
1、振幅和相位联合编码图像复合加密方法的理论分析
图像的解密过程是加密过程的逆过程，解密光路如图3所示。
先对加密图像g2(x，y)进行处理，得到共轭图像g*（x1，y1）：
将共轭图像置于解密光路的输入平面∑3，经过一次傅立叶变换到达频谱面∑2，在频潜面经过振幅板AM和随机相位板PM2调制后的光场为：
经过第二次傅立叶变换到达输出平面∑l，得到解密图像e（x，y）。解密图像受振幅板AM的影响，下面对振幅板AM的不同情况进行讨论：
(1)当用t1（ξ）振幅板解密时，
此时：
得到的解密图像为：
解密之后的图像只有f1(x，y)。
(2)当用t2（ξ）振幅板解密时：
此时：
得到的解密图像为：
(3)如果解密时不使用振幅板，则t（ξ）=1，此时
得到的解密图像为：
解密图像是两幅原始图像的叠加。
经过以上的分析可得；当使用加密时相应的振幅板来进行解密时，得到的就是对应的原始图像，两幅图像之间不会存在干扰；而如果不使用振幅板解街，那么得到的就会是两幅原始图像的叠加，从而实现图像的复合加密。
2、振幅和相位联合编码图像复合解密方法的模拟实验
利用图3的解密光路，对前面所得加密图像进行解密，解密过程中使用不同的振幅饭，解密结果如图4所示。
通过上图可见：对问一幅加密图像，当使用加密时相应的振幅板进行解密时，能够解密出相应的原始图像，如图4(a)(b)所示。并且陌幅原始图像之间互相没有干扰，实现了图像的复合加密。j如使用错误的振幅板进行解密，得到的解密图像如图4(c)所示。解密图像是两幅原始图像的叠加，互相干扰；如解密时不使用振幅饭，那么得到的解密图像如图4(d)所示，同样是两幅原始图像的卺加，棚比于图4(c)光强增强。
三、复合加密图像隐藏新方法
基于上述图像复合加密模拟实验结果。提出一种图像隐藏新方法：根据原始图像没汁槲应的干扰图像，使得错误解密出的结果是原始图像和干扰图像叠加之后的一般性图像，攻击着无法从一般性图像中获得真实有用的信息，从而起到图像隐藏、提高系统安全性的目的。
实验中要加密的原始图像为：2345如图5(a)所示，根据原始图像设计的干扰图像如图5(b)所示，采用图1的加密解密方法对这两幅图像进行处理，图5(c)(d)分别是加密所使用的相应随机振幅板，用MLltlab对加密解密过程进行计算机模拟。
图5(e)(f)分别是使用相应随机振幅板正确解密得到的解密图像，可以从中得到正确的原始图像和干扰图像；如果攻击者破解了双随机相位加密系统，但是不使用振幅板解密，那么得到的解密图像如图5(g)所示，解密结果为原始图像和于扰图像叠加之后所得到的一般性图像88888，攻击者无法从中获得真正的原始图像；如果攻击者破解了双随机相位加密系统，同时又使用任意的随机振幅板进行解密，那么得到的解密图像如图5(k)所示，同样无法从中获得真正的原始图像矿通过以上的实验结果可见，这种图像隐藏方法可以很好的保护原始图像，提高了系统的安全性。
小知识之掩膜
掩膜（英语：Reticle, Mask）：在制作集成电路的过程中，利用光刻蚀技术，在半导体上形成图型，为将图型复制于晶圆上，必须透过掩膜作用的原理[1]。比如冲洗照片时，利用底片将影像复制至相片上。
