CN108257190A - 一种视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术。该技术基于视觉密码学原理，将按视觉密码学方案所产生信息子图的其中之一，用对激光参数有一定选择性的光致变色材料印写入一定的底板载体中，再将生成的另一张信息子图印写在透明可见的载体材料上，然后将透明载体材料与底板载体校正对齐，用特定参数的激光光束照明，最终人眼就可以看到并解密出原始信息。本发明使用光致变色材料来印写视觉密码学的图像信息，提高了光学信息安全的安全性和实用性，可以应用于防止非法复印，版权保护，信息加密、隐藏，身份认证等领域。

Description

一种视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术

技术领域

本发明涉及一种光学信息安全技术，具体涉及基于视觉密码学方案与光致变色材料相结合的图像信息安全技术，基于视觉密码学方案结合光致变色材料，提高光学信息的安全性和实用性。

背景技术

视觉密码学(visual cryptograph)技术，是基于人眼视觉系统对相关性的识别能力和随机网格对图像的加密方法，视觉密码学是一种以图像为媒介的信息加密技术，该技术通过特殊的算法规则，将携带信息的图像编码为若干个隐藏信息的伪随机子图像，只要将特定数量子图精确对准叠加，不依靠任何密码学相关知识和计算，即可用人眼解密获取原始图像的信息。参见(Eurocrypt 1994(1):1-12，1994)。光致变色材料(Photochromicmaterials)，是指一个化合物(A)受到一定波长的光照射时，发生特定的化学反应，获得产物(B)，由于结构的改变导致其可见部分的吸收光谱发生明显的变化，从而发生颜色变化。参见(Nature，2002，420(6917)：759-760；Chem Commun，2005，3895-3905；J Am Chem Soc，2005，127(25)：8922-8923.)现有的光学信息安全领域涉及到的大多为对图像信息的加密，隐藏，认证，水印等，但其安全性和实用性很难同时兼顾，而且安全性太过于单一的依赖算法的改进系统的设计来提升，与此同时大多的光学安全系统一直处于数值模拟阶段，无法具体运用于实际生活场景。本发明，提出的将视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术，该技术基于视觉密码学原理，将按视觉密码学方案所产生的信息图片其中之一，用具有对激光波长、强度、温度参数有一定选择性的光致变色材料印写入一定的白纸载体中，再将生成的另一张信息图印写在透明可见的载体材料上，然后将透明载体材料与白纸对准，用特定参数的激光光束照明，最终可以解密得到原始信息，提高光学信息的安全性和实用性。

发明内容

发明目的：本发明，提出的将视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术，该技术基于视觉密码学原理，结合材料学领域内对激光波长等参数有一定选择性的光致变色材料，进行图像的解密。更重要的是本发明采用非算法方向的方式实现对信息安全的提高，同时为光学信息安全系统提供了一个具有广泛实用性的用途，使得光学加密系统的实用性得以提高。

本发明是建立在光致变色材料与视觉密码学原理相结合的技术基础上，具体可以通过以下技术措施实现：

(1)采用视觉密码学方案加密一幅图像信息后，分别得到一对相关的信息图片。

(2)将其中任意一张信息图片上的信息用光致变色材料印写在底板载体中(颜色可根据光致变色材料的颜色确定)，此光致变色载体材料具有对激光波长、功率、温度参数具有一定的选择性。

(3)将另一张图像信息印写在透明可见的载体材料上，与(2)中使用光致变色材料印写的底板载体对准。

(4)用特定具有参数的激光光束照明(3)中对准的后的载体，此时人眼变就看见经视觉密码学方案处理前的原始图像信息。

光致变色载体材料，印写在上面的信息只有当使用正确的波长、功率、温度参数的激光光束去照射时才能被人眼看见，其他时候无法识别，只能看见无任何信息的白纸。

本发明与现有的技术方案相比存在以下优势：

(1)本发明提出的将视觉密码学原理和光致变色材料相结合的信息安全技术，结合了信息安全与材料学学科的各自优势，同时兼备了信息安全系统的安全性和实用性。

(2)本发明提出的使用光致变色材料来印写视觉密码学处理后的图片，从非算法方向提供一条独特的方法提高信息安全系统的安全性。

(3)本发明结合了材料学与信息安全学科，使得此技术方案中的信息安全系统，对于单一学科的人员，无法破解或攻击我们想要加密或隐藏的信息，必须结合两个学科的手段才能加密提出本发明提出技术的信息安全系统。

(4)本发明的所提出的技术方法，能够将视觉密码学光学信息安全系统广泛的推广并实际的应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是基于视觉密码学原理图像分享方案，对需要保密的原始图片信息进行处理，其中本发明中选择一幅“CAS”字样的图片1，经处理后2，得到两张子图信息3(vk1),4(vk2)。

图2是选择任意一张图片的信息，按图片上面的信息，用光致变色材料印写在白色纸板载体上，在本发明给出的实例中，1表示任意选择的(vk1),(vk2)其中之一，2表示用光致变色材料将1中的信息印写在底板载体中，其中底板载体的颜色可根据使用的光致变色材料的颜色而确定，3表示用光致变色材料印写信息后用人眼无法看见或识别到底板上有任何的信息，4表示所使用光束具有特定参数的激光器照明，5表示在激光光束照明后，由于光致变色材料的原因，使得写入的信息显示出来，此步骤是为了检验光致变色。

图3是本发明所给出的具体实例的实施结果图，其中1表示光束具有特定参数的激光器，2表示经视觉密码学原理处理后的子图之一vk1，3表示用光致变色材料印写的底板，5表示由1激光光束照射2和3之后的结果图，用人眼便可看见需要保密的信息“CAS”。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的具体内容及实施过程,以下将结合说明书附图，将本发明提出的一种光致变色材料与视觉密码学相结合的光学信息安全技术的具体操作过程做详细说明。由于本发明是基于视觉密码学原理进行的，由于视觉密码学本身具有可以由“(2，2)-视觉密码方案”推广到“(k，n)-视觉密码方案”的特性，因此本发明提出的方案也具有该特性。为了方便说明，我们仅对“(2，2)”视觉密码图片分享方案进行说明。(即只加密产生2个子图，2个子图参与可以解密)

首先，图1是基于视觉密码学原理图像分享方案，对需要保密的原始图片信息进行处理，其中本发明中选择一幅“CAS”字样的图片，经处理后，得到两张子图信息(vk1),(vk2)如图1。接着，是选择任意一张图片的信息，按图片上面的信息，用光致变色材料将两张子图信息(vk1),(vk2)其中之一的信息印写在底板载体中，其中底板载体的颜色可根据使用的光致变色材料的颜色而确定，用光致变色材料印写信息后用人眼无法看见或识别到底板上有任何的信息，然后使用光束具有特定参数的激光器照明，在激光光束照明后，由于光致变色材料的原因，使得写入的信息显示出来，此步骤是为了检验光致变色特性。最后，用光束具有特定参数的激光器，照明经视觉密码学原理处理后的子图之一vk1，和光致变色材料印写的底板(vk2)，由于光致变色材料受到了特定参数的激光光束照明，发生光致变色的反应，最终用人眼便可看见需要保密的信息“CAS”。

上述方法和实施例都是通过本发明提出一种光致变色材料与视觉密码学相结合的光学信息安全技术，使用本发明提出的此技术方案，可以对图像信息进行加密、隐藏身份认证等处理。本发明的实施不局限于上述具体实施方案，只要使用光致变色材料与视觉密码学相结合的信息安全技术、系统、方法、方案，均属于发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术，其特征是包括如下步骤：

第一步：采用视觉密码学方案处理一幅原始图像信息，得到两张携带信息的子图片；

第二步：将任意一张图片上的信息用光致变色材料印写在底板载体中；

第三步：将另一张图片上的信息印写在透明可见的载体材料上，然后将其与第二步中的底板载体校正对齐；

第四步：用具有特定参数的激光光束照明第三步中校正对齐后的两张载体，光致变色材料激发产生颜色变化，最终人眼可看见并解密原始图像信息。

2.如权利要求1中所述的一种视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术，其特征在于，本发明技术结合了材料领域的光致变色材料与信息安全领域的视觉密码学技术，兼具实用性与安全性的优势。

3.如权利要求1中所述的一种视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术，其特征在于，使用了材料学领域中的光致变色材料对视觉密码学处理后的图片信息进行印写，用材料学手段而非算法等途径，极大提高光学信息安全的实用性。

4.如权利要求1中所述的一种视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术，其特征在于，将任意一张图片上的信息用光致变色材料印写在底板载体中，所使用的光致变色材料对激光光束：波长、强度、功率参数具有特定的选择性和适应性，光致变色材料在受到一定参数光照射后，发生特定的化学反应，从而发生颜色变化。

5.如权利要求1中所述的一种视觉密码学与光致变色材料相结合的光学信息安全技术，其特征在于，解密获得原始图像信息同时运用了材料学、密码学、光学三种技术手段。