• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권1호
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• pp.55-63
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• 2016

In this paper, a new asymmetric public key cryptography based on the modified RSA algorithm is proposed by using logic-based optical processing. The proposed asymmetric public key algorithm is realized into an optical schematic, where AND, OR and XOR logic operations are implemented by using free space digital optics architecture. Schematically, the proposed optical configuration has an advantage of generating the public keys simultaneously. Another advantage is that the suggested optical setup can also be used for message encryption and decryption by simply replacing data inputs of SLMs in the optical configuration. The last merit is that the optical configuration has a 2-D array data format which can increase the key length easily. This can provide longer 2-D key length resulting in a higher security cryptosystem than the conventional 1-D key length cryptosystem. Results of numerical simulation and differential cryptanalysis are presented to verify that the proposed method shows the effectiveness in the optical asymmetric cryptographic system.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권1호
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• pp.29-35
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• 2003

본 논문에서는 위상 변조된 영상과 간섭이 원리를 이용한 영상 복호화 수준을 향상시키는 방법을 제안하였다. 원 영상과 무작위 영상은 이진 데이터 값을 가지고 위상 변조된 원 영상은 무작위 위상 변조된 키와 곱함으로씨 이진 위상 영상으로 암호화하였다. 이때 각각의 위상 변조된 영상물의 위상값은 0과 π이다. 제안한 복호화 과정은 암호화에 사용된 동일한 무작위 위상 변조된 기와 암호화된 영상을 정합시킨 영상과 가족과의 간섭에 의해서 간단히 복원될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션과 광 실험을 통하여 제안한 방법이 광 암호화 시스템에 적합함을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제17권3호
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• pp.231-239
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• 2006

본 논문에서는 직교성의 특성을 가진 Walsh code 영상과 무작위 위상 영상을 이용하여 계층적인 영상의 암호화 및 복호화로 영상 정보의 수준에 따른 효율적인 정보보호와, 암호화의 수준을 향상시키는 방법을 제안하였다. 제안한 암호화 과정은 각각의 원 영상과 무작위 위상 영상을 곱한 영상을 푸리에 변환 후, Walsh code 영상과 이진 무작위 위상영상을 곱한 영상에 확산시켜 암호화한다. 복호화 키는 암호화 과정에 사용된 Walsh code 영상을 정보의 수준에 따라 더함으로써 계층적인 복호화 키를 생성한다. 그러므로 하나의 복호화 키로도 정보 보호의 수준에 따라 각 암호화 영상을 복호화할 수 있다. 또한 이진 무작위 위상과 무작위 위상 영상은 암호화 영상을 백색 잡음의 패턴과 유사하여 암호화 수준이 높은 장점을 가진다. 컴퓨터 실험과 고찰을 통하여 암호화의 적합함을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.63-66
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• 2001

In this paper a binary image encryption technique and decryption system based on a joint transform correlator (JTC) are Proposed. In this method, a Fourier transform of the encrypted image is used as the encrypted data and a Fourier transform of the random phase is used as the key code. The original binary image can be reconstructed on a square law device, such as a CCD camera after the joint input is inverse Fourier transformed. The proposed encryption technique does not suffer from strong auto-correlation terms appearing in the output plane. Based on computer simulations, the proposed encryption technique and decoding system were demonstrated as adequate for optical security applications.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권4호
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• pp.476-480
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• 2016

For the application of multiusers, the arrangement and distribution of the keys is a much concerning problem in a cryptosystem. In this paper, we propose an optical encryption scheme with multiple users based on computational ghost imaging (CGI) and orthogonal modulation. The CGI encrypts the secret image into an intensity vector rather than a complex-valued matrix. This will bring convenience for post-processing and transmission of the ciphertext. The orthogonal vectors are taken as the address codes to distinguish users and avoid cross-talk. Only the decryption key and the address code owned by an authorized user are matched, the secret image belonging to him/her could be extracted from the ciphertext. Therefore, there are two security levels in the encryption scheme. The feasibility and property are verified by numerical simulations.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제6권4호
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• pp.156-160
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• 2002

In this paper, we propose an improved optical security system using three phase-encoded images and the principle of interference. This optical system based on a Mach-Zehnder interferometer consists of one phase-encoded virtual image to be encrypted and two phase-encoded images, en-crypting image and decrypting image, where every pixel in the three images has a phase value of '0'and'$\pi$'. The proposed encryption is performed by the multiplication of an encrypting image and a phase-encoded virtual image which dose not contain any information from the decrypted im-age. Therefore, even if the unauthorized users steal and analyze the encrypted image, they cannot reconstruct the required image. This virtual image protects the original image from counterfeiting and unauthorized access. The decryption of the original image is simply performed by interfering between a reference wave and a direct pixel-to-pixel mapping image of the en crypted image with a decrypting image. Computer simulations confirmed the effectiveness of the proposed optical technique for optical security applications.

• Current Optics and Photonics
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• 제4권2호
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• pp.103-114
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• 2020

A new optical asymmetric cryptosystem is proposed by modifying the asymmetric RSA public-key protocol required in a cryptosystem. The proposed asymmetric public-key algorithm can be optically implemented by combining a two-step quadrature phase-shifting digital holographic encryption method with the modified RSA public-key algorithm; then two pairs of public-private keys are used to encrypt and decrypt the plaintext. Public keys and ciphertexts are digital holograms that are Fourier-transform holograms, and are recorded on CCDs with 256-gray-level quantized intensities in the optical architecture. The plaintext can only be decrypted by the private keys, which are acquired by the corresponding asymmetric public-key-generation algorithm. Schematically, the proposed optical architecture has the advantage of producing a complicated, asymmetric public-key cryptosystem that can enhance security strength compared to the conventional electronic RSA public-key cryptosystem. Numerical simulations are carried out to demonstrate the validity and effectiveness of the proposed method, by evaluating decryption performance and analysis. The proposed method shows feasibility for application to an asymmetric public-key cryptosystem.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.424-430
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• 2015

본 논문은 CFB(Cipher Feedback) 모드에 기반한 2 차원 페이지 데이터의 광학적 암호화 응용 시스템을 제안한다. 광학적으로 구현된 CFB 암호화 시스템은 2 차원 페이지 데이터 암호화를 위해 자유공간 광 연결 이중 인코딩 기법을 이용한다. 또한, 제안된 방법은 기존의 1 차원 암호화키를 처리하는 CFB 방식보다 2 차원 페이지 단위로 배열된 매우 큰 암호화키를 제공하기 때문에 암호강도가 한층 더 강화된 암호화 시스템을 구현한다. 제안한 CFB 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 2 차원 페이지 데이터의 암호화 및 복호화 과정을 보여주고 오차 분석을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 제안한 CFB 방식은 기존의 1 차원 블록 방식보다 데이터 처리용량과 긴 암호화키를 가지는 강력한 광학적 페이지 암호화 시스템을 가능하게 한다.

• 한국광학회지
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• 제17권3호
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• pp.248-255
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• 2006

본 논문에서는 결합 변환 상관 평면에 이동 변위에 따른 위상 성분의 영향을 또 다른 암호화 매개변수로 이용하여 무작위 위상 영상과 매개 변수 값을 암호화요소로 사용하는 광 암호화방법을 제안하였다. 암호화과정 시 사용자만이 알고 있는 이동 변위 수치를 원 영상에 더하여 위상 변조한 후, 위상 변조한 무작위 위상과 공간 영역에서 곱한다. 곱해진 영상을 푸리에 변환을 하여 최종 암호화 영상을 생성하며, 이 때 키 영상은 무작위 위상 영상을 푸리에 변환하여 얻는다. 생성된 암호화 영상은 원 영상을 재생 시키 영상과 이동 변위 수치 정보가 동시에 필요로 하며, 키 영상은 복소함수로 세기 검출기로 쉽게 복제가 힘들뿐만 아니라 설사 키 영상이 복제하거나 도난 또는 분실된 경우에도 불법 사용자는 이동 변위 정보를 획득해야만 원 영상 정보를 재생할 수 있으므로, 좀 더 높은 암호화 수준으로 원 영상 정보를 보호할 수 있다. 복호화 과정은 결합 변환 상관 평면에 암호화 영상과 키 영상을 암호화 시 사용한 이동 변위 값에 따라 위치시켜 간단히 구현할 수 있으며, 간섭계 구조나 4-f 상관기 구조를 이용하지 않으므로 광축 정렬이나 외부 환경 변화에 영향을 받지 않고 원 영상을 재생할 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제24권5호
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• pp.262-270
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• 2013

본 논문에서는 블록암호화의 CBC(Cipher Block Chaining) 방식을 광학적인 XOR 연산을 이용하여 새로운 변형된 CBC 암호화 및 복호화 시스템을 제안한다. 제안한 방법은 광학적 XOR 연산의 병렬 처리를 위해 이중 인코딩 방법과 자유 공간 연결 광논리 게이트 방법을 사용한다. 또한 제안된 XOR 연산 기반의 CBC 암호화 방식의 광학적 구성도를 공학적으로 실제 제작 구현 가능한 광 모듈 형태의 광 암호화/복호화 장치로 제안한다. 제안된 방법은 기존의 CBC 방식을 광학적으로 구현했기 때문에 기존의 전자적인 CBC 방식의 장점과 광학적인 고속성과 병렬 처리의 특성으로 인해 많은 정보를 빠른 속도로 암호화 및 복호화가 가능하다. 또한, 광 병렬 처리의 특성상 데이터가 2차원으로 배열되어 데이타 크기가 증가된 평문 데이터와 암호키를 사용함으로써 기존의 전자적 CBC 방식보다도 한층 더 암호 강도가 강력해진 암호화 시스템을 제공한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 제안한 기법이 CBC 모드의 암호화 및 복호화 과정에 효율적임을 보여준다. 한편 제안된 방식은 CBC 방식 외에 ECB(Electronic Code Book) 방식과 CFB(Cipher Feedback Block) 방식에도 적용할 수 있다.