Multidimensionel multipleksing optisk hemmelighedsdelingsramme med kaskadeformede flydende krystalhologrammer

Informationssikkerhed er blevet særligt afgørende på baggrund af big data-æraen. Optiske hemmelige-delingsordninger krypterer information og opdeler den fysisk i forskellige shares. Information kan kun dekrypteres ved at kaskadere et tilstrækkeligt antal delinger.

Disse ordninger kan i vid udstrækning anvendes til informationskryptering og bekæmpelse af falskmøntneri på grund af høj sikkerhed og hurtig informationsbehandlingskapacitet.

Holografi er en vigtig metode til optisk kryptering, og den kan også realisere holografisk multipleksing ved at bruge forskellige fysiske dimensioner af lys som uafhængige informationskanaler. Metasurface holografisk multipleksing-teknologi opfylder de presserende behov for miniaturisering og integration af optiske systemer.

Der er dog betydelige udfordringer ved at bygge en kaskadekoblet optisk hemmelighedsdelingsplatform med dynamisk afstemning og høj diffraktionseffektivitet, begrænset af præcise fremstillingskrav og materialers iboende fysiske egenskaber.

Til realisering af billige, bekvemme, højeffektive og højkapacitets kaskadede optiske hemmelige delingsskemaer giver anisotropiske strukturerede flydende krystal optoelektroniske materialer med høj diffraktionseffektivitet og spændingsjusterbare switch-funktioner en ny tilgang.

Forfatterne til en artikel publiceret i Opto-Electronic Advances foreslå en multidimensional multipleksende optisk hemmelighedsdelingsramme med kaskadeformede flydende krystalhologrammer. I denne ramme bruges polarisationstilstanden af ​​det indfaldende lys og afstanden mellem flydende krystal-hologrammerne som dekrypteringsnøgler for krypteret information.

Et neuralt netværk med fejl-back-propagation med vinkelspektrumdiffraktionsteori blev skabt, hvilket opnåede det omvendte design af komplekse multi-constraint og multi-layer cascading problemer. De multidimensionelle input i netværkets krypteringsprocessen, såsom polarisationstilstanden af ​​det indfaldende lys, den eksterne spænding påført de kaskadede flydende krystalaktier og deres afstande, øger i væsentlig grad sikkerheden af ​​den hemmelige information. Dette giver mulighed for ultrasikker transmission af flere informationskanaler samtidigt, og overvinder begrænsningerne ved traditionelle holografiske krypteringsmetoder.

For det første er det hemmelige billede skjult i forskellige shares (individuelle flydende krystal-hologrammer) og kan kun dekrypteres gennem kaskader af aktierne. Selv hvis en af ​​delingen bliver stjålet, er det umuligt at hente den endelige hemmelige information, og kun et autentificeringsbillede vil blive vist, hvilket i høj grad forbedrer sikkerheden for den hemmelige delingsplatform.

For det andet øger den multidimensionelle multipleksingsteknik kompleksiteten af ​​de hemmelige nøgler, hvilket øger både informationssikkerhed og kapacitet. Endvidere kan krypteringsinformationskanalerne øges yderligere ved at tilføje flere hemmelige delinger og bruge lineær polariseringstilstandsmultipleksing. Interessant nok øger den fleksible elektriske tuning-evne af flydende krystal-enheder effektivt sikkerheden af ​​den foreslåede hemmelige-delingsramme. Den eksternt påførte spænding kan uafhængigt kortlægges til forskellige hemmelige shares, hvilket sætter strengere betingelser for informationsdekryptering og reducerer muligheden for informationslækage væsentligt.

Multipleksingen af ​​otte billeder ved at kontrollere polarisationstilstanden af ​​det indfaldende lys blev eksperimentelt demonstreret, afstanden mellem delene og påføring af forskellige spændingstilstande eksternt til de flydende krystallag.

I dette skema bliver den hemmelige information dekomponeret og fordelt i to gensidigt begrænsede flydende krystal-hologgrammer. Når disse to flydende krystal hologrammer kaskades sammen, er det kun nødvendigt at justere den eksterne påførte spænding (U_on , U_fra ) af hver flydende krystalandel, så hvert enkelt hologram kan rekonstruere et autentificeringsbillede (nummer 2 eller 4) på ​​en bestemt position.

Desuden under høj modulationseffektivitet spænding (U_on ) for hver flydende krystalandel kan seks uafhængige operationsbilleder (matematiske symboler) dekrypteres ved hjælp af forskellige hemmelige nøgler, som inkluderer polariseringen af ​​det indfaldende lys og afstanden mellem de kaskadeformede flydende krystalhologrammer.

Den endelige krypterede information kan opnås gennem sekundær dekodning ved at udføre matematiske operationer, der vises af forskellige operationsbilleder mellem autentificeringsbillederne. Den modne produktionsteknologi af flydende krystalkomponenter gør denne ramme mere praktisk og multifunktionel.

Med dets bekvemme design, lave omkostninger i fremstillingen og ultrahøj sikkerhed har dette multidimensionelle multipleksing optiske hemmelige delingsskema et stort potentiale i anvendelser af ultrahøj kapacitet informationslagring, dynamisk holografisk visning og multifunktionel optisk informationsbehandling.

Flere oplysninger: Keyao Li et al., Multi-dimensional multipleksing optisk hemmelig delingsramme med kaskadeformede flydende krystal hologrammer, Opto-Electronic Advances (2024). DOI:10.29026/oea.2024.230121

Leveret af Compuscript Ltd