1 北京电子科技学院网络空间安全系, 北京 100070
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
针对现有量子密封拍卖协议中存在的报价隐私保护不够、恶意竞标者与第三方共谋等问题，提出了一种基于半量子安全直接通信的量子密封投标拍卖协议。该协议采用半量子安全直接通信，通信时拍卖方仅需拥有测量和反射粒子的能力；通过对投标方报价的保序加密，实现对报价的隐私保护；利用隐私比较，在无第三方参与的情况下，拍卖方也能比较保序加密后的报价信息。理论分析表明面对截获-重发、受控非门 (CNOT)、相位反转、共谋等攻击时，所提出协议仍具有较高的安全性，且与同类型量子拍卖协议相比，新协议通信效率不受投标人数的影响。
量子信息 量子拍卖 量子密封投标拍卖 半量子 保序加密 隐私比较 quantum information quantum auction quantum sealed-bid auction semi-quantum order preserving encryption private comparison
天津理工大学理学院天津市量子光学与智能光子学重点实验室，天津 300384
为了满足信息化时代对信息加密安全性的要求，提出一种基于激光诱导击穿光谱（LIBS）技术的信息安全加密方法。使用常用的葡萄糖酸锌片和去离子水配制的水溶液在白纸上书写需要加密的信息，通过分析白纸和涂抹葡萄糖酸锌水溶液的白纸的LIBS光谱，发现Zn I在328.23 nm、472.22 nm和481.05 nm处的光谱线可以解读加密信息。通过扫描获得载有加密信息的白纸上不同位置处的LIBS光谱，并进一步通过去除基线、归一化和光谱叠加提高光谱强度空间分布的对比度，使得加密信息较清晰完整地被解读出来。实验结果表明，该方法通过生活中常用的葡萄糖酸锌片，实现了高效隐藏信息提取，具有安全性高、成本低和制作便捷等优点，为LIBS在信息加密领域提供了新思路，具有一定的潜在应用价值。
光谱学 激光诱导击穿光谱 加密 葡萄糖酸锌 基线校正 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0530002
1 重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065
2 东北大学计算机科学与工程学院，辽宁 沈阳 110819
为了实现直接检测（DD）光正交频分复用（OOFDM）系统安全可靠通信，在发送端利用混沌加密技术来提高DD-OOFDM系统的安全性，在接收端采用Kramers-Kronig（KK）接收机来解决OFDM信号子载波拍频干扰的问题。利用混沌加密前后的图像像素值分布对系统的安全性进行分析验证。此外，分析了KK接收机的结构和其实现的条件，仿真测试了基于混沌加密和KK接收机的DD-OOFDM系统的误码率性能。
直接检测 光正交频分复用 子载波拍频干扰 混沌加密 Kramers-Kronig接收机 光学学报
2023, 43(19): 1906004
暨南大学光子技术研究院广东省光纤与通信技术重点实验室，广东 广州 511443
超表面在光偏振调控方面具有卓越的能力，利用超表面结构的偏振控制实现信息编码与加密成为一种新兴的光学编码技术。本文旨在介绍超表面偏振光学及其在信息加密领域的最新进展。首先介绍对光束偏振态进行整体调控的各类超表面偏振光学元件，包括超表面波片、偏振器和偏振分束器，强调了超表面在偏振操控方面的卓越性能；接着深入介绍基于不同微型超表面偏振光学元件进行的像素化偏振信息编码，包括对近场偏振态空间分布进行逐点编码的马吕斯超表面，以及对远场偏振态进行空间编码的偏振全息和矢量全息超表面；然后阐述近场与远场像素化偏振空间编码超表面在信息隐藏与加密领域的应用示范；最后进行简要总结，并展望超表面偏振信息编码技术的未来发展趋势与应用潜力。
表面光学 偏振调控 超表面偏振光学元件 马吕斯超表面 矢量全息 信息加密 中国激光
2023, 50(18): 1813010
1 福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建 福州 350117
2 福建师范大学光电与信息工程学院福建省光子技术重点实验室，福建 福州 350117
通过调制具有不同编码单元的参考光，对信息光进行分页式加密存储。提出两种参考光编码加密模式，即扇形参考光编码模式和随机位置参考光编码模式，并对这两种方法进行验证。实验结果表明，这两种方式都通过正交相位编码完成加密解密的过程。对两种方法的加密性进行评估，不同密钥对应的加密信息之间的相似度均值分别为0.57和0.02，均方误差的平均值分别为537和1872。随机位置参考光编码模式下的同轴系统安全性更高。正交相位加密技术可以有效地防止存储数据被非法访问和窃取，保证了数据的安全性。
全息 全息数据存储 同轴系统 正交相位 加密 中国激光
2023, 50(18): 1813017
1 运城学院 物理与电子工程系，山西 运城 044000
2 河北工程大学 数理科学与工程学院，河北 邯郸 056038
3 联想（北京）信息技术有限公司，北京 100095
4 南开大学现代光学研究所，天津 300350
5 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
提出了一种基于轨道角动量全息(Orbital Angular Momentum, OAM)和频移的大容量光学信息加密方法。该方法实现了对多个图像信息的并行加密。首先，对多幅原始图像进行采样，采样阵列的采样间隔取决于具有不同拓扑荷数的螺旋相位的空间频率。然后，多个采样图像信息经过随机相位调制、傅里叶变换和频移相位调制后相干叠加构成轨道角动量保留全息图。最后，将不同拓扑荷的螺旋相位分别编码到轨道角动量保留全息图中，得到轨道角动量选择全息图，进行相干叠加后构成最终的单个加密全息图。解密时，轨道角动量复合选择全息图被加载到空间光调制器上，用包含特定拓扑荷数的涡旋光束照射，并经过傅里叶变换获得多个解密信息。该加密系统具有极高的加密灵活性和极大的加密容量，不仅可以在同一拓扑荷下，设计不同的频移因子来并行加密一组多个图像信息，还可以利用不同拓扑荷对多组图像信息进行加密。该方法将涡旋光束的模式设定为一个新的光学密钥，极大地提高了光学加密系统的安全性。此外，该光学加密方法中，待加密图像信息的尺寸不受空间光调制器的像元数量限制，极大地提高了光学实现信息加密的可行性和有效性。仿真实验结果表明该方法具有较高的安全性、抗噪性和抗剪切能力。
光学信息加密 轨道角动量 全息 频移 optical information encryption OAM holography frequency shift 红外与激光工程
2023, 52(7): 20230313
深圳大学纳米光子学研究中心，微纳光电子学研究院，异质异构集成全国重点实验室，广东 深圳 518060
超表面是一种具有灵活的偏振操纵功能的新型材料。为了获得远场偏振全息图像，通常需要添加透镜等光学元件。笔者利用超表面波带片的灵活偏振操纵及聚焦功能实现了一种新颖的远场偏振全息加密技术。在该技术中，两个自旋复用的超表面波带片被集成到单个介质超表面器件中，其中超表面的振幅（右旋圆偏振转化率）用来编码奇数和偶数环形区域的波带片，而其相位调制则用来编码透射右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的两个全息图。此外，二维码（QR码）和振幅型/相位型全息图用于进一步隐藏加密信息，以提高信息的安全性。所提加密技术有望进一步提升数据安全性和隐私保护水平，推动光学信息加密和高密度数据存储等领域的技术发展。
表面光学 超表面波带片 远场偏振全息加密 QR码 全息 中国激光
2023, 50(18): 1813015
林达奎 1,2,3,4,5宋海洋 1,2,3,4,5李枷楠 1,2,3,4,5王琨 1,2,3,4,5[ ... ]谭小地 1,2,3,4,5,*
1 福建师范大学光电与信息工程学院，福建 福州 350117
2 医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建 福州 350117
3 福建省光子技术重点实验室，福建 福州 350117
4 福建省光电传感应用工程技术研究中心，福建 福州 350117
5 福建师范大学信息光子学研究中心，福建 福州 350117
大数据时代对数据存储提出了新的需求，数据的存储安全关乎社会稳定与发展。全息加密光存储具有高存储密度、快读取速度、长保存寿命等特点，为海量数据存储提供了有效的解决方案，是保障数据存储安全的有力手段。聚焦于全息光存储领域，论述了以振幅、相位和偏振等作为调制变量的全息加密光存储的基本原理，介绍了常见的全息加密光存储技术及其性能影响因素，梳理了大量密钥的管理方法，最后总结了各技术特点，并对全息加密光存储的未来发展进行了展望。
全息 全息存储 全息加密光存储 光的多维调制 存储安全 中国激光
2023, 50(18): 1813009
1 湖南大学物理与微电子科学学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室，湖南 长沙 410082
2 湖南大学粤港澳大湾区创新研究院，广东 广州 511300
液晶作为一种介于液态与结晶态之间的功能性软材料，可以同时表现出液体流动性和晶体的各向异性，被广泛应用于图像显示、集成光电子学、光通信等领域。近年来，由于液晶理论研究的深入及其加工技术的发展，液晶在几何相位、动态可调谐等光场调控方面的优势推动了光学器件的平面化、集成化、智能化和小型化。综述了液晶在光场调控方面的最新应用进展，具体讨论了其对光波振幅、相位、偏振等多维度参数的调控特性，进而探讨了液晶在多功能光学器件和光学加密系统中的应用。
光数据存储 液晶 光场调控 各向异性 几何相位 多功能 光学加密 中国激光
2023, 50(18): 1813006
暨南大学纳米光子学研究院广东省纳米光学操控重点实验室，广东 广州 511443
信息技术的发展使得信息加密变得日益重要。光学加密作为一种信息加密手段，具有多维度和高并发速度等优势。然而，传统的光学加密方案往往需要复杂和笨重的光学元件，这导致器件难以小型化和便携化，同时也降低了加密效率。超构表面是一种人工设计的二维平面结构，能够在亚波长尺度上实现对光场的灵活调控，为光学加密提供了一个灵活的平台。近年来，基于超构表面的光学加密方法不断涌现，其利用光在输入端和输出端的多维度来增加加密的复杂度和安全性。基于此，根据加密的端口类型，分别从单一输入端、单一输出端以及输入-输出端联合三个方面对这些方法进行了分析和讨论，并对超构表面光学加密的未来发展趋势进行了展望。
光通信 超构表面 光学加密 多维光场 纳米打印 光学全息 输入-输出端口 中国激光
2023, 50(18): 1813004
