Informatiebeveiliging is bijzonder cruciaal geworden tegen de achtergrond van het big data-tijdperk. Optische plannen voor het delen van geheimen coderen informatie en verdelen deze fysiek in verschillende delen. Informatie kan alleen worden ontsleuteld door een voldoende aantal aandelen te cascaderen.

Deze schema's kunnen op grote schaal worden toegepast op het versleutelen van informatie en het tegengaan van namaak dankzij de hoge beveiliging en snelle informatieverwerkingsmogelijkheden.

Holografie is een belangrijke methode voor optische encryptie, en kan ook holografische multiplexing realiseren door verschillende fysieke dimensies van licht als onafhankelijke informatiekanalen te gebruiken. De metasurface holografische multiplextechnologie voldoet aan de dringende behoeften aan miniaturisatie en integratie van optische systemen.

Er zijn echter aanzienlijke uitdagingen bij het bouwen van een gecascadeerd optisch platform voor het delen van geheimen met dynamische afstembaarheid en hoge diffractie-efficiëntie, beperkt door nauwkeurige productievereisten en inherente fysieke eigenschappen van materialen.

Voor de realisatie van goedkope, gemakkelijke, zeer efficiënte en hoge capaciteit gecascadeerde optische geheimuitwisselingsschema's, bieden anisotrope gestructureerde opto-elektronische materialen met vloeibare kristallen met hoge diffractie-efficiëntie en spanningsafstembare schakelfuncties een nieuwe aanpak.

De auteurs van een artikel gepubliceerd in Opto-Electronic Advances een multidimensionaal multiplexend optisch raamwerk voor het delen van geheimen voorstellen met gecascadeerde vloeibaar-kristalhologrammen. In dit raamwerk worden de polarisatietoestand van het invallende licht en de afstand tussen de vloeibaar-kristalhologrammen gebruikt als decoderingssleutels van gecodeerde informatie.

Er werd een neuraal netwerk met fout-back-propagatie met hoekspectrumdiffractietheorie gecreëerd, waarmee het omgekeerde ontwerp van complexe cascadeproblemen met meerdere beperkingen en meerdere lagen werd bereikt. De multidimensionale input in het encryptieproces van het netwerk, zoals de polarisatietoestand van het invallende licht, de externe spanning die wordt toegepast op de gecascadeerde vloeibare kristallen en hun afstanden, verbeteren de veiligheid van de geheime informatie aanzienlijk. Dit maakt de ultraveilige overdracht van meerdere informatiekanalen tegelijk mogelijk, waardoor de beperkingen van traditionele holografische versleutelingsmethoden worden overwonnen.

Ten eerste is het geheime beeld verborgen in verschillende aandelen (individuele vloeibaar-kristalhologrammen) en kan het alleen worden ontsleuteld door de aandelen in cascade te plaatsen. Zelfs als een van de aandelen wordt gestolen, is het onmogelijk om de uiteindelijke geheime informatie op te halen en wordt alleen een authenticatieafbeelding weergegeven, waardoor de veiligheid van het platform voor het delen van geheimen aanzienlijk wordt vergroot.

Ten tweede vergroot de multidimensionale multiplextechniek de complexiteit van de geheime sleutels, waardoor zowel de informatiebeveiliging als de capaciteit worden vergroot. Bovendien kunnen de encryptie-informatiekanalen verder worden vergroot door meer geheime aandelen toe te voegen en gebruik te maken van lineaire polarisatiestatusmultiplexing. Interessant genoeg verhoogt het flexibele elektrische afstemmingsvermogen van vloeibaar-kristalapparaten effectief de veiligheid van het voorgestelde raamwerk voor het delen van geheimen. De extern aangelegde spanning kan onafhankelijk worden toegewezen aan verschillende geheime aandelen, waardoor strengere voorwaarden worden gesteld aan de decodering van informatie en de kans op het lekken van informatie aanzienlijk wordt verminderd.

Het multiplexen van acht beelden door het controleren van de polarisatietoestand van het invallende licht werd experimenteel gedemonstreerd, de afstand tussen de aandelen, en het toepassen van verschillende spanningstoestanden extern op de vloeibare kristallagen.

In dit schema wordt de geheime informatie ontleed en verdeeld in twee onderling beperkte vloeibaar-kristalhologrammen. Wanneer deze twee vloeibaar-kristalhologrammen in cascade worden geplaatst, hoeft alleen de extern aangelegde spanning (U_on) te worden aangepast. , U_uit ) van elk vloeibaar-kristalaandeel, zodat elk individueel hologram op een specifieke positie een authenticatiebeeld (nummer 2 of 4) kan reconstrueren.

Bovendien kan bij een hoge modulatie-efficiëntiespanning (U_on ) voor elk aandeel vloeibare kristallen kunnen zes onafhankelijke werkingsbeelden (wiskundige symbolen) worden ontsleuteld met behulp van verschillende geheime sleutels, waaronder de polarisatie van het invallende licht en de afstand tussen de gecascadeerde hologrammen met vloeibare kristallen.

De uiteindelijke gecodeerde informatie kan worden verkregen via secundaire decodering door het uitvoeren van wiskundige bewerkingen die worden weergegeven door verschillende bewerkingsbeelden tussen de authenticatiebeelden. De volwassen productietechnologie van vloeibare kristalcomponenten maakt dit raamwerk praktischer en multifunctioneler.

Met zijn handige ontwerp, goedkope productie en ultrahoge beveiliging heeft dit multidimensionale multiplexingsysteem voor het delen van optische geheimen een groot potentieel in toepassingen van informatieopslag met ultrahoge capaciteit, dynamische holografische weergave en multifunctionele optische informatieverwerking. P>

Meer informatie: Keyao Li et al., Multidimensionaal multiplex-framework voor het delen van optische geheimen met gecascadeerde vloeibaar-kristalhologrammen, Opto-elektronische vooruitgang (2024). DOI:10.29026/oea.2024.230121

Aangeboden door Compuscript Ltd