处在当前这个信息大爆炸的时代,随着互联网和各种通信设备的高速发展,信息安全成为一个极有意义且具有挑战的课题。大量研究表明光的传播特性,包括其衍射的并行性、衍射过程中振幅、相位变化及波长等多个自由度,使得光学图像加密技术对信息的保护具有高速并行性、加密容量大等优势,基于上述的优势光学的方法对图像进行加密更加快捷高效。目前,国内外已经提出多种光学图像加密算法,但都仅仅处于探索和实验阶段,对系统进行更加深入的研究是有重要意义的。目前国内外光学图像加密的热点是双随机相位加密(double random phase encryption),虽然该加密方法具有解密过程直接、简单,恢复质量高等优点,但是该方法得到的密文具有复数矩阵形式,数据量大,而且复数矩阵的存储和传输增加了系统的负担。为了提高DRPE的安全性,陈文等人将光学相干衍射成的概念引入DRPE,最终获得一幅或是多幅实数矩阵的密文,方便了数据存储于传输,也增加了密文的数量。本文研究了目前最新的衍射加密算法,基于多波长、多衍射距离或是多随机相位掩膜的单图像的衍射加密,并结合冗余量实现单幅密文即可恢复出高质量的解密图。最后将结合仿射变换进一步的提升系统的安全性。首先,介绍光学图像加密相关的基础理论知识。然后,研究了基于多波长的单图像衍射加密,通过计算机仿真,分析其优势及局限性。研究了基于多随机相位掩膜的单图像的衍射加密,扩大了密钥空间提高系统稳定性。其次,通过在原图中加入一定的冗余量以实现单幅密文即可实现高质量的解密。基于冗余量虽然能够恢复出高质量的解密图,但是密钥空间和密文数量都减小了,因此将仿射变换引入到基于多波长的单图像衍射加密以提高系统的安全性。上述三种加密系统均需要通过基于迭代的相位恢复算法来实现解密过程,文中将做详细阐述。