• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.85-88
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• 2008

본 논문에서는 집적 영상 (integral imaging) 방식과 픽셀 스크램블링 (pixel scrambling) 기술을 이용한 광 영상 암호화 (optical image encryption) 방법을 제안한다. 제안한 방법의 부호화 과정에서는 먼저 입력영상을 여러 개의 작은 사이즈의 블록으로 나누어 픽셀 스크램블링을 한 다음 집적 영상 기술을 이용하여 요소 영상(elemental image)을 생성하고, 이 영상의 안정성을 위하여 2차 픽셀 스크램블링을 수행하여 최종 암호화된 영상을 얻는다. 그리고 복호화 과정에서는 암호화된 영상에 광학적인 집적 영상 복원 기법과 역 픽셀 스크램블링 방법을 사용하여 원 영상을 복원한다. 제안하는 광 암호화 방법에 대해서 크로핑과 같은 데이터 손실 및 노이즈에 대한 컴퓨터 적으로 모의실험을 수행하여 강인성과 유용성을 보였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제2권4호
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• pp.315-323
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• 2018

A new multiple-image encryption scheme that is based on a compressive ghost imaging concept along with a Fourier transform sampling principle has been proposed. This further improves the security of the scheme. The scheme adopts a Fourier transform to sample the original multiple-image information respectively, utilizing the centrosymmetric conjugation property of the spatial spectrum of the images to obtain each Fourier coefficient in the most abundant spatial frequency band. Based on this sampling principle, the multiple images to be encrypted are grouped into a combined image, and then the compressive ghost imaging algorithm is used to improve the security, which reduces the amount of information transmission and improves the information transmission rate. Due to the presence of the compressive sensing algorithm, the scheme improves the accuracy of image reconstruction.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권2호
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• pp.97-103
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• 2010

We propose a new technique for the optical encryption of gray-level optical images digitized into 8-bits binary data by ASCII encoding followed by QPSK modulation. We made an encrypted digital hologram with a security key by using 2-step phase-shifting digital holography, and the encrypted digital hologram is recorded on a CCD camera with 256 gray-level quantized intensities. With these encrypted digital holograms, the phase values are reconstructed by the same security key and are decrypted into the original gray-level optical image by demodulation and decoding. Simulation results show that the proposed method can be used for cryptosystems and security systems.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.271-278
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• 2024

본 논문은 위상천이 간섭계 원리를 기반으로 계조도 영상의 위상 변환 매핑을 이용한 암호화와 복호화 방법을 제안한다. 제안한 암호화 시스템에서 대칭형 보안키로 암호화한 암호 영상은 복소 디지털 홀로그램 함수의 형태로 구성된다. 한편 암호화하는 계조도영상은 위상 매핑 변환되고 무작위로 발생한 이진 보안 암호화키의 위상과 합쳐져 입력 위상 합수로 사용된다. 위상 정보의 복호화는 복소 디지털 홀로그램 함수와 보안 암호화키를 사용하여 수행되고 위상 역변환을 통하여 원래의 계조도 영상을 복원한다. 제안한 방법은 암호화 과정에서 CCD의 양자화 수준을 8-bits(2⁸=256 levels)로 하였을 때 복원된 영상의 상관 계수가 0.995로 원래의 256-계조도 영상이 잘 복원되었다.

• 한국광학회지
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• 제16권4호
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• pp.326-333
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• 2005

본 논문에서는 원 영상을 푸리변환한 후 위상 변조 XOR 연산으로 암호함으로써 정보의 손실에 강하며 한 개의 광 경로만으로 간단히 복호화 할 수 있는 위상 암호화 시스템을 제안하였다. 영 삽입된(zero-padded) 원 영상에 무작위 위상 영상을 곱하여 푸리에 변환된 데이터 값을 키 데이터와 위상 변조 XOR 연산으로 암호화한다. 이렇게 생성된 암호화 데이터와 키 데이터를 최종적으로 위상 변조하여 위상 암호화 영상과 위상 키 영상을 만든다. 위상 변조된 암호화 영상과 키 영상은 비가시성과 비선형성으로 인해 높은 정보보호의 특성이 있으며 또한, 푸리에 영역의 암호화로 인해 절단에 의한 정보의 손실에도 영상을 복호화 할 수 있다. 복호화 과정은 암호화 영상과 키 영상의 단순곱을 푸리에 변환한 후 영차 성분(zero-order component)을 공간 필터링함으로써 간단히 구현할 수 있으며, 복호화 시스템은 2공구조의 단일 경로의 구조를 바탕으로 하므로 부피가 상대적으로 작을 뿐만 아니라 외부 충격이나 기온 변화와 같은 환경적인 영향을 받지 않고 복호화를 수행할 수 있다. 제안한 암호화 과정과 복호화 시스템의 구현 가능성 및 타당성을 컴퓨터 모의실험을 통해 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.291-294
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• 2016

본 논문은 새로운 광학적 일회용 패턴암호 상호 인증 방법을 제안한다. 이 방법은 2-단계 위상천이 디지털 홀로그래피 기법을 사용하여 이중 인증을 제공하고, 광학적 일회용 패턴암호를 상호 양방향으로 시도-응답 악수 기법을 구현하여 양방향 인증을 수행한다. 클라이언트와 서버는 상호 인증시 일회용 패턴암호를 무작위 수로 선택하여 오직 한번만 사용하고 이를 암호화하여 전송하기 때문에, 되풀이 공격이나 중간자 공격과 같은 암호공격으로부터 암호시스템을 보호하고 보안수준을 한층 더 높일 수 있다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권2호
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• pp.79-84
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• 2022

본 논문은 문서의 보안과 손실 및 오염에 대하여 복원능력을 향상시키는 방안을 제안한다. 이를 위해서 암호화로 DnCNN(DeNoise Convolution Neural Network)을 제시한다. 암호화 방법을 구현하기 위하여 2D이미지정보를 광학에 사용되는 공간주파수 전달함수(Spatial Frequency Transfer Function)의 수학적 모델을 적용한다. 공간 주파수 전달함수를 사용하여 광학적 간섭 패턴을 암호화로 사용하고 공간 주파수 전달함수의 수학적 변수를 복호화하는 암호로 사용하는 방법을 제안하였다. 또한, 딥러닝을 적용한 DnCNN 방법을 적용하여 노이즈 제거하여 복원 성능을 개선한다. 실험결과, 65%의 정보 손실이 있는 경우에도 Pre-Training DnCNN Deep Learning을 적용한 결과 공간 주파수 전달함수만을 활용한 복원 결과 와 비교하여 PSNR(Peak Signal-to-noise ratio)을 11% 이상 우수한 성능을 확인할 수 있다. 또한, CC(Correlation Coefficient)의 특성도 16% 이상 우수한 결과를 보이고 있다.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.636-642
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• 2003

본 논문에서는 키 영상과 암호화 영상의 암호화 수준을 동등하게 하기 위해서 분할 영상을 제작하여 결합변환 상관기의 주파수 영역을 이용한 광 암호화 시스템을 제안하였다. 제안한 암호화 과정은 원 영상의 반조 영상을 만들고 이를 시각 암호화를 이용하여 두 개로 나누어 분할 영상으로 만든다 두 개의 분할 영상 각각 위상변조 한 후 위상변조된 무작위 영상을 곱하고, 이들을 각각 푸리에 변환하여 두 개의 최종 암호화 영상을 얻는다. 그 두 암호화 영상 중에 하나를 복호화 키로 사용하여 진위 여부를 판별하게 된다. 제안한 방법에 의해 제작된 암호화 영상은 1차로 시각 암호화를 이용하여 암호화시키고 2차로 위상변조된 무작위 영상을 곱해서 암호화하므로 복제와 위조를 통한 위상정보의 유출에도 원 영상의 복원을 막을 수 있으며, 원 영상 재생에 결합변환 상관기의 주파수 영역을 이용하기 때문에 시스템 구성이 간단하며 두 암호화 영상 중에 특정한 영상을 복호화 키로 쓰지 않아도 된다. 본 논문에서는 컴퓨터 모의 실험을 통해 제안한 방법의 타당성을 확인하였으며 잡음에 대한 영향을 분석하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제10권3호
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• pp.118-123
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• 2006

We present an optical security method for binary data information by using 4-step phase-shifting digital holography and we analyze tolerance error for the decrypted data. 4-step phase-shifting digital holograms are acquired by moving the PZT mirror with equidistant phase steps of ${\pi}/2$ in the Mach-Zender type interferometer. The digital hologram in this method is a Fourier transform hologram and is quantized with 256 gray level. The decryption performance of the binary data information is analyzed. One of the most important errors is the quantization error in detecting the hologram intensity on CCD. The greater the number of quantization error pixels and the variation of gray level increase, the more the number of error bits increases for decryption. Computer experiments show the results for encryption and decryption with the proposed method and show the graph to analyze the tolerance of the quantization error in the system.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권1호
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• pp.16-29
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• 2024

This paper presents a comprehensive review of metasurface technology, focusing on its significant role in extraordinary flat optic functionalities. Traditional optical components, though optimized, are bulky and less congruent with modern integrated electromagnetic and photonic systems. Metasurfaces, recognized as the 2D counterparts of bulk metamaterials, offer solutions with their planar, ultra-thin, and lightweight structures. Their meta-atoms are adept at introducing abrupt shifts in optical properties, paving the way for high-precision light manipulation. By introducing the key design principles of these meta-atoms, such as the magnetic dipole and Pancharatnam-Berry phase, various applications in wavefront shaping and beam forming with simple amplitude/phase manipulation and advanced applications including retroreflectors, Janus metasurfaces, multiplexing of optical wavefronts, data encryption, and metasurfaces for quantum applications are reviewed.