基于非线性级联傅里叶变换的光学Hash函数构造

提出一种基于非线性级联傅里叶变换的光学Hash函数的构造方法.此方法分为两轮单向加密过程,在第一轮中,先将待处理的数字信息以512bit作为数据块编码,将整个数字信息整分成若干个"8×8的256阶灰度图像"(信息平面),然后在光电混合系统中对上述信息平面组做非线性级联傅里叶变换得到一个数值矩阵,对其进行扩展后得到4个信息平面,再对它们做非线性级联傅里叶变换得到64bit的Hash值(hash1);在第二轮中,先将原始信息平面中的每个数值循环左移4位,构造出相应的辅助信息平面组,然后对其做与第一轮相同的单向加密操作,得到hash2,将其与之前生成的hash1组合起来构成最终128bit的Hash值(hash).同时,本文提出采用雪崩效应系数(AEC)作为评价光学Hash函数性能的参数,理论分析和仿真实验均表明,该方法构造的光学Hash函数具有很好的抗碰撞性和良好的雪崩效应.     

优化的两步相移算法在图像加密中的应用研究

优化了此前提出的两步相移算法,仅通过两幅去除背景光强(或抑制直流分量)后的干涉图数据和一个(0,π)区间的相移值,就可以成功再现出原始物波场信息,无需借助于物光光强、参考光光强等其他辅助测量信息.与菲涅耳域的双随机相位编码技术结合,该优化算法可以应用于图像加密方案中,通过计算机仿真实验验证了所提方案的可行性,并对几何密钥的灵敏度进行了测试分析.     

小口径轴对称收缩喷嘴射流冲击大平板噪声特性的实验研究

为研究小口径喷嘴冲击射流的噪声特性，测定了3mm口径的轴对称收缩喷嘴在各种压比情况下产生的亚音速和超音速射流冲击坚固大平板产生的噪声。发现噪声在空间呈近似四瓣分布，当喷嘴与平板距离减小时，噪声指向壁射流下游的瓣到增强，反之，噪声指向喷嘴上游的瓣得到增强。噪声随喷嘴距平板距离的增加呈增强的趋势，在距平板一定距离内有锯齿现象。噪声随喷嘴压比的增加而增强，相应于各种工况，存在一不同的压比值，此压比之前，噪声随压比的增大而迅速提高，但有起伏现象，在此压比之后，噪声平缓地随压比的增大而增强。     

基于相移干涉术的光学信息隐藏系统的软件实现

结合双随机相位编码技术与相移干涉术，提出了一种信息隐藏系统，待隐藏信息被加密到多幅干涉图数据中后。通过选取合适的权重因子，它们可以被嵌入到宿主图像中；利用特定的相移再现公式和逆菲涅耳衍射变换，可以实现隐藏信息的提取及解密．通过基于Matcom的VisualC＋＋与Matlab混合编程，设计和开发了一款信息隐藏系统软件，经过界面测试，该软件可以实现图像读取及显示、基本几何参数输入、信息加密及嵌入、信息提取及解密、鲁棒性测试等主要功能．     

基于复振幅场信息复用和RSA算法的非对称多幅图像认证方法

结合相位恢复和像素行、列循环移动置乱技术, 本文提出了一种基于复振幅场信息复用和RSA算法的非对称多幅图像认证方法, 通过菲涅耳域的相位恢复算法, 依次恢复并生成多幅图像各自所对应的输入平面的复振幅信息, 通过各自的行、列向量随机数对原始二值振幅模板进行行、列循环移动置乱操作来获得每幅图像的采样模板, 认证系统将多个复振幅场信息采样、叠加并空间复用, 同时, 行向量随机数和列向量随机数被RSA算法公钥编码成密文. 系统认证时, 认证方利用自己持有的私钥将密文解码成行向量随机数和列向量随机数, 通过行、列循环移动置乱变换后获得各自的采样模板, 合成的复振幅信息和采样模板等认证信息均放置在各自正确位置, 当认证系统被正确波长的平面波照射时, 在输出平面能获得输出图像, 通过计算、显示输出图像和对应认证图像的非线性相关系数峰值来判断认证是否成功.     

一种基于多重散射的光学Hash函数

本文提出了一种基于光与多重散射介质相互作用的光学Hash函数构造方法.该方法创新性地利用多重散射介质对相干调制光的天然随机散射作用,实现了对调制光的“混淆”和“扩散”,从而满足了Hash函数的核心功能要求:高安全强度的单向编码/加密.所设计的光电混合系统能有效地模拟Hash函数中的“压缩函数”,结合具有特征提取功能的Sobel滤波器,能实现将任意长度的输入数据压缩并加密为固定长度为256 bit的输出(即Hash值).一系列仿真结果表明:该方法所构造的光学Hash函数具有良好的“雪崩效应”和“抗碰撞性”,其安全性能可比拟当前最为广泛使用的传统Hash函数(MD5和SHA-1).     

一种基于双光束干涉的分级身份认证方法

提出一种基于双光束干涉的分级身份认证方法. 本方法通过同时验证用户的"口令"和"相位钥"以实现对用户身份的双重安全认证. 它不仅可以判断某个用户是否合法, 还能鉴别出其相应的身份级别, 从而确定并授予其相应的系统访问权限. 认证过程的核心功能组件是一个基于干涉的光学装置, 用户"口令" 控制的"相位锁" 和用户携带的"相位钥" 被分别加载至此装置中的两个空间光调制器(spatial light modulator, SLM), 两束相干光分别经过这两个SLMs的调制后, 在输出面得到一幅干涉图, 它被传送至计算机并与系统数据库中的"认证图像" 进行匹配, 以完成身份的鉴别. 系统的设计则是一个逆向的迭代求解问题, 本文根据事先给定的某个用户的身份级别(对应着某个认证图像)和随机给定的 "相位锁", 利用一种修正的相位恢复算法确定出其对应的"相位钥". 理论分析和仿真实验都证明了此方案是可行而有效的. 关键词： 干涉 傅里叶光学 相位恢复 身份认证     

小口径轴对称收缩喷嘴射流冲击大平板噪声指向特性研究

实验研究了3毫米口径轴对称收缩喷嘴在各种压比下射流垂直冲击和倾斜冲击坚固大平板产生的噪声的指向特性。发现噪声在过平板法线和喷嘴轴线的平面内呈近似四瓣分布，当喷嘴与平板距离减小时，指向壁射流下游的瓣得到增强，反之，指向喷嘴上游的瓣得到增强。喷嘴压比增加时，指向壁射流下游的瓣得到增强，反之，指向喷嘴上游的瓣得到增强。根据自由射流噪声的基本指向特性、射流冲击噪声基本指向特性、声波在平板处发生镜面反射和声波能量叠加的设定，建立了一个冲击射流总体噪声指向特性的模型，成功解释了实验结果，并揭示了形成冲击射流总体噪声指向特性的内在机理。