간섭계와 직렬 위상 키를 이용한 안정한 광 보안 시스템의 구현

An Implementation of Stable Optical Security System using Interferometer and Cascaded Phase Keys

본 논문에서는 간섭계와 직렬 위상 키를 이용한 안정한 광 보안 시스템을 제안하였다. 먼저 암호화를 위해 원영상을 재생할 수 있는 이진 위상 컴퓨터형성홀로그램을 반복 알고리듬을 이용하여 설계하며, 이를 암호화할 영상으로 간주하여 랜덤하게 발생시킨 위상 키 영상과의 XOR 연산을 통해 암호화한다. 홀로그램의 복호화 과정은 암호화된 영상과 암호화시에 사용된 무작위 위상 키 영상을 직렬 정합시킨 후, 기준파와의 간섭에 의해 수행된다. 그리고 복호화된 홀로그램 영상은 위상 변조한 후, 역푸리에 변환하여 최종적으로 구한다. 이 과정동안 간섭세기는 주위 진동에 상당히 민감하다. 그래서 광굴절매질의 자기 위상공액성질을 이용하여 안정된 간섭패턴을 얻는다. 제안된 암호화 시스템에서는 암호화시에 사용된 무작위 키 영상 정보가 없으면 원영상이 전혀 복원 되지 않고, 키 영상을 달리함에 따라 복원되는 홀로그램의 패턴을 달리할 수 있으므로 차별화된 인증 시스템에 활용할 수 있다.

In this paper, we proposed an stable optical security system using interferometer and cascaded phase keys. For the encryption process, a BPCGH(binary phase computer generated hologram) that reconstructs the origial image is designed, using an iterative algorithm and the resulting hologram is regarded as the image to be encrypted. The BPCGH is encrypted through the exclusive-OR operation with the random generated phase key image. For the decryption process, we cascade the encrypted image and phase key image and interfere with reference wave. Then decrypted hologram image is transformed into phase information. Finally, the origianl image is recovered by an inverse Fourier transformation of the phase information. During this process, interference intensity is very sensitive to external vibrations. a stable interference pattern is obtained using self-pumped phase-conjugate minor made of the photorefractive material. In the proposed security system, without a random generated key image, the original image can not be recovered. And we recover another hologram pattern according to the key images, so can be used an authorized system.