双随机相位加密技术的原理是利用两个独立的随机相位掩膜分别对原始图像在空间域和频域进行加密,将原始图像编码为复振幅稳定的白噪声,如果不知道两个相位密钥就不能恢复出原始的图像,用光照,目视等方法均无法识别原图像,制作起来略微复杂。但防伪和隐藏效果非常之好,相对加密而言,解密方法比较简单,可以采用光学方法快速预解密,如发现可疑之处再用计算机精确解密,该方法保密性好,非委托方和制作方无法伪造。因此成为目前研究热点,应用前景看好,具体原理如下:

设f(x,y)表示特加密的的图像,n(x,y)和b(α,β)表示两个独立单位,同时均分布在上[0,2π]的随机函数,她们分别应用在空间域和频率域中,x,y为空间域坐标,α,β频率域坐标。加密时,输入的原始图像f(x,y)首先被随机相位函数exp[jn(x,y)]所调剂,完成空间域的加密,然后对调剂后的函数进行傅立叶变换,在频谱中上用一个随机相位函数exp[jn(α,β)],对其滤波,最后的加密图像变为:

加密防伪技术之双随机相位加密技术

为了对图像解密,将加密图像用相位函数滤波该函数就是解密的密钥,因为:

加密防伪技术之双随机相位加密技术

所以解密后的函数为:

加密防伪技术之双随机相位加密技术

这里的图像解密与解密系统采用的是光学,他实际上是一个频谱面相关器,这个设计是一种利用傅立叶频普的掩膜来进行图像识别的匹配相干体系。该体系可以利用相关理论,透镜的傅立叶变换性质以及相干的形式完成两个函数之间的相关。

在次系统中,一个激光二极管作为相干光源发出的光经过透视镜由分光器分为两束光,一束照明输入图像,另一束用作参考光,将带有随机相位掩膜经过傅立叶变化后,得到另一个滤波,之后可以得到加密图像,这个图像上被作为全息图记录在全息胶片上。

加密防伪技术之双随机相位加密技术

对于加密系统来讲,最重要的是所采用的加密技术能够保证窃密着在不知道加密密钥的前提下无法恢复原始图像,因为这里采用的都是两个随机相位的随机函数,即使要破解也是很困难的,而且加密图像具有复振幅。是无法得到相位信息的,因此即使具有解密密钥也无法得到原始图像。