随着互联网和各种信息传递技术的广泛应用,信息在通信和存储中的安全性已成为当今的研究热点。除数字加密外,光学图像加密技术因其独有的高速并行处理运算而备受研究人员关注。光具有振幅、相位、偏振、波长和角动量等多种物理属性,且均可用作加密,极大的增加了加密系统的密钥空间,具有极强的保密性。自1995年首次提出双随机相位加密技术以来,研究人员提出了许多光学图像加密方案,例如联合变换相关器、振幅/相位截断等。从密码学的角度来看,提出一种光学加密系统属于密码编码学范畴。但是,任何加密系统都需要经过严格的密码分析才能证明其安全性,属于密码分析学。加密系统的安全性分析能够为该系统的安全优化提供方向。本论文调研了当前光学图像加密技术的发展现状,深入地研究了光学扫描全息加密系统,系统研究了该加密系统的安全性。同时,针对其存在的安全问题,提出一种基于光学扫描全息和椭圆曲线加密算法的非对称光学图像加密方法。该方案解决了光学加密系统中密钥的管理和分发问题,并且比一般的光学加密系统更具安全性。论文主要工作包括以下几个方面:1、介绍光学扫描全息加密技术的基本原理和相位恢复算法。2、对光学扫描全息加密系统进行了安全性分析:已知明文攻击、选择明文攻击和唯密文攻击。在已知明文攻击中,攻击者利用一个明文-密文对即可推导得到加密系统的解密密钥,从而轻易破解该系统。在选择明文攻击中,选择脉冲函数作为明文,获得解密密钥,从而成功破解该系统。在唯密文攻击中,利用该系统的线性属性,将唯密文攻击问题转换为具有单个强度测量的相位恢复问题。攻击者从唯一获得的密文中,通过相位恢复算法即可得到明文。3、提出了一种基于光学扫描全息加密和椭圆曲线算法的非对称加密方案。通过联合椭圆曲线加密算法,实现了光学非对称加密,解决了对称加密系统中的密钥管理和分发问题,极大地提高了原光学系统的安全性。