在大数据时代的背景下,信息安全变得尤为重要。光学秘密共享方案对信息进行加密,并将其物理划分为不同的份额。信息只能通过级联足够数量的共享来解密。
这些方案由于具有较高的安全性和快速的信息处理能力,可以广泛应用于信息加密和防伪。
全息术是光学加密的重要方法,它还可以通过使用不同物理维度的光作为独立的信息通道来实现全息多路复用。超表面全息复用技术满足了光学系统小型化和集成化的迫切需求。
然而,在构建具有动态可调性和高衍射效率的级联光学秘密共享平台时,存在重大挑战,但受限于精确的制造要求和材料固有的物理性质。
为实现低成本、便捷、高效、大容量的级联光秘密共享方案,一种具有高衍射效率和电压可调开关特性的各向异性结构液晶光电材料提供了一种新的方法。
发布在《光电进展》上的一篇文章的作者提出了一种具有级联液晶全息图的多维多路复用光学秘密共享框架。在该框架中,将入射光的偏振态和液晶全息图之间的距离用作加密信息的解密密钥。
基于角谱衍射理论,建立了误差反向传播神经网络,完成了复杂多约束、多层级联问题的反向设计。网络加密过程中的多维输入,如入射光的偏振状态、施加到级联液晶份额的外部电压及其距离等,显著增强了秘密信息的安全性。这允许同时超安全地传输多个信息通道,克服了传统全息加密方法的局限性。
首先,秘密图像隐藏在不同的份额中,只能通过级联份额来解密。即使其中一份股份被盗,也无法找回最终的秘密信息,只会显示认证图像,大大增强了秘密共享平台的安全性。
其次,多维复用技术增加了密钥的复杂性,增强了信息安全性和容量。此外,通过添加更多的密钥共享和利用线性极化状态复用,可以进一步增加加密信息通道。有趣的是,液晶器件的柔性电调谐能力有效地提高了所提出的密钥共享框架的安全性。外部施加的电压可以独立映射到不同的密钥共享,为信息解密设置更严格的条件,并显着降低信息泄露的可能性。
通过实验验证了通过控制入射光的偏振态、份额之间的距离以及向液晶层外部施加不同电压状态来对8幅图像进行复用。
在该方案中,秘密信息被分解并分布到两个相互约束的液晶全息图中。当这两个液晶全息图级联在一起时,只需要调整外部施加的电压共享,以便每个单独的全息图可以在特定位置重建身份验证图像。
此外,在高调制效率电压对于每个液晶共享,可以使用不同的密钥解密六个独立的操作图像,其中包括入射光的偏振和级联液晶全息图之间的距离。
通过对认证图像之间不同操作图像显示的数学运算,可以通过二次解码获得最终的加密信息。液晶元器件的成熟制造技术,使得该框架更加实用和多功能。
这种多维多路复用光秘密共享方案具有设计方便、制造成本低、安全性超高等特点,在超大容量信息存储、动态全息显示、多功能光学信息处理等方面具有巨大潜力。