基于稀疏表示和非线性相关的光学身份认证方法研究

发布时间：2017-12-20 02:26

  本文关键词：基于稀疏表示和非线性相关的光学身份认证方法研究　出处：《深圳大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着信息化程度的不断提高,信息技术深刻影响着政治、经济、文化等各个方面,如何确保信息的安全已成为全社会关注的问题。光学信息安全技术由于其具有高速并行数据处理能力、多维设计自由度以及密钥空间大等固有优势,受到了研究人员的广泛关注。本论文结合光学信息安全领域的研究现状,着重对光学身份认证技术展开较为深入的研究。本论文首先介绍了光学信息安全技术的研究背景,从光学密码学、光学信息隐藏以及光学认证技术三个方面简要介绍了该领域的研究现状,并对本论文涉及到的一些基础理论进行了详细阐述。在两类经典光学密码系统的基础上,分别提出了两种新型光学身份认证方案。论文的研究工作主要体现在以下两个方面:(1)提出了一种基于双光束干涉的新型分级身份认证方案。在认证系统的设计过程中,通过一种稀疏采样修正的迭代相位恢复算法在双光束干涉结构中将多幅标准参考图像分别编码至对应的稀疏相位掩膜上,并将其按照约定的规则进行叠加复用,从而构造出不同授权级别的相位密钥。在进行身份认证时,将待认证用户持有的相位密钥置于系统中,根据系统输出图像与标准参考图像正确匹配(非线性相关函数作为评价函数)的个数来认证用户身份的合法性及其所属的授权级别。所提出方案的特点为:其一,不同授权级别用户的相位密钥为不同稀疏比的相位掩膜;其二,系统的输出图像是视觉上不可分辨的伪噪声分布,彻底去除了经典双光束干涉认证技术中的“轮廓复现”问题,降低了信息泄露的风险;其三,该方案不仅可以检验用户身份的合法性,同时也可以鉴别用户的身份级别,从而授予相应的系统访问权限,具有较强的应用价值。(2)提出了一种基于联合变换相关器的联合身份认证方案。在认证系统设计过程中,首先对基于传统联合变换相关器的光学密码系统的联合功率谱进行随机稀疏采样,将获得的稀疏联合功率谱保存在数据库中作为认证时的系统锁;然后,将系统的两个随机相位掩膜进行另一种稀疏采样,并随机对应交换一半有效像素点的像素值,从而构造出两个稀疏相位密钥分发给两个不同的授权用户。在对用户进行身份认证时,将两个授权用户的相位密钥同时置于输入面各自的相应位置,根据系统输出图像与标准参考图像能否正确匹配(非线性相关函数作为评价函数)来同时认证两个用户身份的合法性。所提方案的特点为:其一,系统锁是稀疏的联合功率谱,降低了对系统存储空间的要求;其二,系统的相位密钥同样是数据量较小的稀疏分布,方便传输存储;其三,系统的输出图像为视觉上不可分辨的伪噪声分布,降低了信息泄露的风险;其四,单个合法用户单独进行身份认证时,均不能正确通过认证,只有当两个合法用户联合认证时才能通过认证,使得系统安全性得到进一步增强。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O436.1;TP309

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 何江涛;何文奇;廖美华;卢大江;彭翔;;一种基于双光束干涉和非线性相关的身份认证方法[J];物理学报;2017年04期

2 彭翔;汤红乔;田劲东;;双随机相位编码光学加密系统的唯密文攻击[J];物理学报;2007年05期

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本文编号：1310423