Single-random phase encoding architecture using a focus tunable lens

We propose a new nonlinear optical architecture based on a focus tunable lens and an iterative phase retrieval algorithm. It constitutes a compact encryption system that uses a single-random phase key to simultaneously encrypt (decrypt) amplitude and phase data. Summarily, the information encoded in a transmittance object (phase and amplitude) is randomly modulated by a diffuser when a laser beam illuminates it; once the beam reaches a focus tunable lens, different subjective speckle distributions are registered at some image plane as the focal length is tuned to different values. This set of speckle patterns constitutes a delocalized ciphertext, which is used in an iterative phase retrieval algorithm to reconstruct a complex ciphertext. The original data are decrypted propagating this ciphertext through a virtual optical system. In this system, amplitude data are straightforwardly decrypted while phase data can only be restored if the random modulation produced in the encryption process is compensated. Thus, an encryption-decryption process and authentication protocol can simultaneously be performed. We validate the feasibility of our proposal with simulated and experimental results.Centro de Investigaciones Óptica

Optimización de técnicas ópticas de seguridad : Procesos dinámicos de encriptación

La presente tesis se enmarca en el ámbito de la óptica virtual.Como objetivo general, se busca optimizar los procesos involucrados en la transmisión de datos codificados en un canal de información clásico. Esto se refiere al proceso de encriptación aplicado a la información enviada, al proceso de desencriptación aplicado a la información codificada recibida y al proceso de transmisión de datos codificados por un canal de comunicación. Para cumplir esta tarea, el desarrollo de sistemas ópticos virtuales de encriptación permitirá “experimentar” y generar variaciones optimizadas de las técnicas conocidas de seguridad óptica. Esto conduce a la implementación digital de sistemas ópticos analógicos y asegurar su buen funcionamiento ejecutando los procesos concernientes a la validación de los modelos matemáticos computacionales [1.25]. Esto último implica verificar los resultados arrojados por el sistema óptico virtual comparando con resultados de algunas experiencias analógicas conocidas. Se espera de manera general que los resultados obtenidos aporten significativamente al área de la encriptación óptica perfeccionando la operatividad de los procesos ópticos aplicados en la protección de los datos.Facultad de Ciencias Exacta

Optimización de técnicas ópticas de seguridad : Procesos dinámicos de encriptación

La presente tesis se enmarca en el ámbito de la óptica virtual.Como objetivo general, se busca optimizar los procesos involucrados en la transmisión de datos codificados en un canal de información clásico. Esto se refiere al proceso de encriptación aplicado a la información enviada, al proceso de desencriptación aplicado a la información codificada recibida y al proceso de transmisión de datos codificados por un canal de comunicación. Para cumplir esta tarea, el desarrollo de sistemas ópticos virtuales de encriptación permitirá “experimentar” y generar variaciones optimizadas de las técnicas conocidas de seguridad óptica. Esto conduce a la implementación digital de sistemas ópticos analógicos y asegurar su buen funcionamiento ejecutando los procesos concernientes a la validación de los modelos matemáticos computacionales [1.25]. Esto último implica verificar los resultados arrojados por el sistema óptico virtual comparando con resultados de algunas experiencias analógicas conocidas. Se espera de manera general que los resultados obtenidos aporten significativamente al área de la encriptación óptica perfeccionando la operatividad de los procesos ópticos aplicados en la protección de los datos.Facultad de Ciencias Exacta

Key Validity Using the Multiple-Parameter Fractional Fourier Transform for Image Encryption

As a symmetric encryption algorithm, multiple-parameter fractional Fourier transform (MPFRFT) is proposed and applied to image encryption. The MPFRFT with two vector parameters has better security, which becomes the main technical means to protect information security. However, our study found that many keys of the MPFRFT are invalid, which greatly reduces its security. In this paper, we propose a new reformulation of MPFRFT and analyze it using eigen-decomposition-type fractional Fourier transform (FRFT) and weighted-type FRFT as basis functions, respectively. The results show that the effective keys are extremely limited. Furthermore, we analyze the extended encryption methods based on MPFRFT, which also have the security risk of key invalidation. Theoretical analysis and numerical simulation verify our point of view. Our discovery has important reference value for a class of generalized FRFT image encryption methods