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一种基于双光束干涉的分级身份认证方法

何文奇 彭翔 孟祥锋 刘晓利

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一种基于双光束干涉的分级身份认证方法

何文奇, 彭翔, 孟祥锋, 刘晓利

Multi-level authentication based on two-beam interference

He Wen-Qi, Peng Xiang, Meng Xiang-Feng, Liu Xiao-Li
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  • 提出一种基于双光束干涉的分级身份认证方法. 本方法通过同时验证用户的"口令"和"相位钥"以实现对用户身份的双重安全认证. 它不仅可以判断某个用户是否合法, 还能鉴别出其相应的身份级别, 从而确定并授予其相应的系统访问权限. 认证过程的核心功能组件是一个基于干涉的光学装置, 用户"口令" 控制的"相位锁" 和用户携带的"相位钥" 被分别加载至此装置中的两个空间光调制器(spatial light modulator, SLM), 两束相干光分别经过这两个SLMs的调制后, 在输出面得到一幅干涉图, 它被传送至计算机并与系统数据库中的"认证图像" 进行匹配, 以完成身份的鉴别. 系统的设计则是一个逆向的迭代求解问题, 本文根据事先给定的某个用户的身份级别(对应着某个认证图像)和随机给定的 "相位锁", 利用一种修正的相位恢复算法确定出其对应的"相位钥". 理论分析和仿真实验都证明了此方案是可行而有效的.
    A method of multi-level authentication based on two-beam interference is proposed. By verifying the "password" and "phase key" of one user simultaneously, the system can thus achieve the two-factor authentication on the user's identity. This scheme can not only check the legality of one user, but also verify his identity level as an authorized user and then grant the user the corresponding permissions to access the system resources. While operating the authentication process, which largely depends on an optical setup based on interference, a "phase key" and a password-controlled "phase lock" are firstly loaded on two spatial light modulators (SLMs), separately. Then two coherent beams are respectively, modulated by the two SLMs and then interfere with each other, leading to an interference pattern in the output plane. It is recorded and transmitted to the computer to finish the last step of the authentication process: comparing the interference pattern with the standard verification images in the database of the system to verify whether it is an authorized user. When it turns to the system designing process for a user, which involves an iterative algorithm to acquire an estimated solution of an inverse problem, we need to determine the "phase key" according to a modified phase retrieval iterative algorithm under the condition of an arbitrarily given "phase lock" and a previously determined identity level (corresponding to a certain standard verification image). The theoretical analysis and simulation experiments both validate the feasibility and effectiveness of the proposed scheme.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61171073, 61275014, 61201355, 60907005)、中德科学中心中德合作研究项目(项目号: GZ760)、 山东省自然科学基金(批准号: ZR2011FQ011)、山东省科技计划项目(批准号: 2011GGH20119)、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目(批准号: BS2011DX023)、深圳市科技研发资金项目(批准号: 0014632063100426032)和山东大学自主创新项目 (批准号: 2010TB019)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61171073, 61275014, 61201355, 60907005), the Sino-German Center for Research Promotion (SGCRP) (Grant No. GZ760), the National Natural Science Foundation of Shandong Province, China (Grant No. ZR2011FQ011), the National Science and Technology Program of Shandong Province, China (Grant No. 2011GGH20119), the Research Award Fund for Outstanding Young Scientists of Shandong Province, China (Grant No. BS2011DX023), the Science and Technology Bureau of Shenzhen, China (Grant No. 0014632063100426032), and the Independent Innovation Foundation of Shandong University, China (Grant No. 2010TB019).
    [1]

    Refregier P, Javidi B 1995 Opt. Lett. 20 767

    [2]

    Situ G H, Zhang J J 2005 Opt. Lett. 30 1306

    [3]

    Situ G H, Zhang J J 2004 Opt. Lett. 29 1584

    [4]

    Peng X, Wei H Z, Zhang P 2006 Opt. Lett. 31 3579

    [5]

    Lin Q Q, Wang F Q, Mi J L, Liang R S, Liu S H 2007 Acta Phys. Sin. 56 5796 (in Chinese) [林青群, 王发强, 米景隆, 梁瑞生, 刘颂豪 2007 物理学报 56 5796]

    [6]

    Peng X, Tang H Q, Tian J D 2007 Acta Phys. Sin. 56 2629 (in Chinese) [彭翔, 汤红乔, 田劲东 2007 物理学报 56 2629]

    [7]

    He W Q, Peng X, Qin W, Meng X F 2010 Opt. Commun. 283 2328

    [8]

    He W Q, Peng X, Meng X F 2012 Opt. Laser Technol. 44 1203

    [9]

    He W Q, Peng X, Qi Y K, Meng X F, Qin W, Gao Z 2010 Acta Phys. Sin. 59 1762 (in Chinese) [何文奇, 彭翔, 祁勇坤, 孟祥锋, 秦琬, 高志 2010 物理学报 59 1762]

    [10]

    Meng X F, Peng X, Cai L Z, He W Q, Qin W, Guo J P, Li A M 2010 Acta Phys. Sin. 59 6118 (in Chinese) [孟祥锋, 彭翔, 蔡履中, 何文奇, 秦琬, 郭继平, 李阿蒙 2010 物理学报 59 6118]

    [11]

    Shi W S, Wang Y L, Xiao J, Yang Y H, Zhang J J 2011 Acta Phys. Sin. 60 034202 (in Chinese) [史祎诗, 王雅丽, 肖俊, 杨玉花, 张静娟 2011 物理学报 60 034202]

    [12]

    Liu Z J, Guo Q, Xu L, Ahmad M A, Liu S T 2010 Opt. Express 18 12033

    [13]

    Liu Z J, Xu L, Ahmad M A, Liu S T 2011 Opt. Commun. 284 123

    [14]

    Wang X G, Zhao D M 2011 Opt. Commun. 284 148

    [15]

    Zhou N R, Wang Y X, Gong L H 2011 Opt. Commun. 284 3234

    [16]

    Zhou N R, Wang Y X, Gong L H, He H, Wu J H 2011 Opt. Commun. 284 2789

    [17]

    Zhang Y, Wang B 2008 Opt. Lett. 33 2443

    [18]

    Wang B, Zhang Y 2009 Opt. Commun. 282 3439

    [19]

    Zhu N, Wang Y T, Liu J, Xie J H, Zhang H 2009 Opt. Express 17 13418

    [20]

    Kumar P, Joseph J, Singh K 2010 J. Opt. 12 095402

    [21]

    Tay C J, Quan C, Chen W, Fu Y 2010 Opt. Laser Technol. 42 409

    [22]

    Kumar P, Joseph J, Singh K 2011 Appl. Opt. 50 1805

    [23]

    Weng D D, Zhu N, Wang Y T, Xie J H, Liu J 2011 Opt. Commun. 284 2485

    [24]

    Yang B, Liu Z J, Wang B, Zhang Y, Liu S T 2011 Opt. Express 19 2634

    [25]

    Wang X G, Zhao D M 2012 Appl. Opt. 51 686

  • [1]

    Refregier P, Javidi B 1995 Opt. Lett. 20 767

    [2]

    Situ G H, Zhang J J 2005 Opt. Lett. 30 1306

    [3]

    Situ G H, Zhang J J 2004 Opt. Lett. 29 1584

    [4]

    Peng X, Wei H Z, Zhang P 2006 Opt. Lett. 31 3579

    [5]

    Lin Q Q, Wang F Q, Mi J L, Liang R S, Liu S H 2007 Acta Phys. Sin. 56 5796 (in Chinese) [林青群, 王发强, 米景隆, 梁瑞生, 刘颂豪 2007 物理学报 56 5796]

    [6]

    Peng X, Tang H Q, Tian J D 2007 Acta Phys. Sin. 56 2629 (in Chinese) [彭翔, 汤红乔, 田劲东 2007 物理学报 56 2629]

    [7]

    He W Q, Peng X, Qin W, Meng X F 2010 Opt. Commun. 283 2328

    [8]

    He W Q, Peng X, Meng X F 2012 Opt. Laser Technol. 44 1203

    [9]

    He W Q, Peng X, Qi Y K, Meng X F, Qin W, Gao Z 2010 Acta Phys. Sin. 59 1762 (in Chinese) [何文奇, 彭翔, 祁勇坤, 孟祥锋, 秦琬, 高志 2010 物理学报 59 1762]

    [10]

    Meng X F, Peng X, Cai L Z, He W Q, Qin W, Guo J P, Li A M 2010 Acta Phys. Sin. 59 6118 (in Chinese) [孟祥锋, 彭翔, 蔡履中, 何文奇, 秦琬, 郭继平, 李阿蒙 2010 物理学报 59 6118]

    [11]

    Shi W S, Wang Y L, Xiao J, Yang Y H, Zhang J J 2011 Acta Phys. Sin. 60 034202 (in Chinese) [史祎诗, 王雅丽, 肖俊, 杨玉花, 张静娟 2011 物理学报 60 034202]

    [12]

    Liu Z J, Guo Q, Xu L, Ahmad M A, Liu S T 2010 Opt. Express 18 12033

    [13]

    Liu Z J, Xu L, Ahmad M A, Liu S T 2011 Opt. Commun. 284 123

    [14]

    Wang X G, Zhao D M 2011 Opt. Commun. 284 148

    [15]

    Zhou N R, Wang Y X, Gong L H 2011 Opt. Commun. 284 3234

    [16]

    Zhou N R, Wang Y X, Gong L H, He H, Wu J H 2011 Opt. Commun. 284 2789

    [17]

    Zhang Y, Wang B 2008 Opt. Lett. 33 2443

    [18]

    Wang B, Zhang Y 2009 Opt. Commun. 282 3439

    [19]

    Zhu N, Wang Y T, Liu J, Xie J H, Zhang H 2009 Opt. Express 17 13418

    [20]

    Kumar P, Joseph J, Singh K 2010 J. Opt. 12 095402

    [21]

    Tay C J, Quan C, Chen W, Fu Y 2010 Opt. Laser Technol. 42 409

    [22]

    Kumar P, Joseph J, Singh K 2011 Appl. Opt. 50 1805

    [23]

    Weng D D, Zhu N, Wang Y T, Xie J H, Liu J 2011 Opt. Commun. 284 2485

    [24]

    Yang B, Liu Z J, Wang B, Zhang Y, Liu S T 2011 Opt. Express 19 2634

    [25]

    Wang X G, Zhao D M 2012 Appl. Opt. 51 686

  • [1] 周贤韬, 江英华, 郭晓军, 彭展. 带双向身份认证的基于单光子和Bell态混合的量子安全直接通信方案. 物理学报, 2023, 72(13): 130302. doi: 10.7498/aps.72.20221972
    [2] 周贤韬, 江英华. 带身份认证的量子安全直接通信方案. 物理学报, 2023, 72(2): 020302. doi: 10.7498/aps.72.20221684
    [3] 单明广, 刘翔宇, 庞成, 钟志, 于蕾, 刘彬, 刘磊. 结合线性回归的离轴数字全息去载波相位恢复算法. 物理学报, 2022, 71(4): 044202. doi: 10.7498/aps.71.20211509
    [4] 单明广, 刘翔宇, 庞成, 钟志, 于蕾, 刘彬, 刘磊. 结合线性回归的离轴数字全息去载波相位恢复算法. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211509
    [5] 周静, 张晓芳, 赵延庚. 一种基于图像融合和卷积神经网络的相位恢复方法. 物理学报, 2021, 70(5): 054201. doi: 10.7498/aps.70.20201362
    [6] 葛银娟, 潘兴臣, 刘诚, 朱健强. 基于相干调制成像的光学检测技术. 物理学报, 2020, 69(17): 174202. doi: 10.7498/aps.69.20200224
    [7] 于韬, 杨栋宇, 马锐, 祝玉鹏, 史祎诗. 基于增强型视觉密码的光学信息隐藏系统. 物理学报, 2020, 69(14): 144202. doi: 10.7498/aps.69.20200496
    [8] 孙腾飞, 卢鹏, 卓壮, 张文浩, 卢景琦. 基于单一分光棱镜干涉仪的双通路定量相位显微术. 物理学报, 2018, 67(14): 140704. doi: 10.7498/aps.67.20172722
    [9] 李元杰, 何小亮, 孔艳, 王绶玙, 刘诚, 朱健强. 基于电子束剪切干涉的PIE成像技术研究. 物理学报, 2017, 66(13): 134202. doi: 10.7498/aps.66.134202
    [10] 何江涛, 何文奇, 廖美华, 卢大江, 彭翔. 一种基于双光束干涉和非线性相关的身份认证方法. 物理学报, 2017, 66(4): 044202. doi: 10.7498/aps.66.044202
    [11] 张沛, 周小清, 李智伟. 基于量子隐形传态的无线通信网络身份认证方案. 物理学报, 2014, 63(13): 130301. doi: 10.7498/aps.63.130301
    [12] 吴贵铜, 周南润, 龚黎华, 刘三秋. 集体噪声信道上带身份认证的无信息泄露的量子对话协议. 物理学报, 2014, 63(6): 060302. doi: 10.7498/aps.63.060302
    [13] 穆廷魁, 张淳民, 李祺伟, 魏宇童, 陈清颖, 贾辰凌. 差分偏振干涉成像光谱仪Ⅱ.光学设计与分析. 物理学报, 2014, 63(11): 110705. doi: 10.7498/aps.63.110705
    [14] 刘宏展, 纪越峰. 一种基于角谱理论的改进型相位恢复迭代算法. 物理学报, 2013, 62(11): 114203. doi: 10.7498/aps.62.114203
    [15] 杨振亚, 郑楚君. 基于压缩传感的纯相位物体相位恢复. 物理学报, 2013, 62(10): 104203. doi: 10.7498/aps.62.104203
    [16] 邬融, 华能, 张晓波, 曹国威, 赵东峰, 周申蕾. 高能量效率的大口径多台阶衍射光学元件. 物理学报, 2012, 61(22): 224202. doi: 10.7498/aps.61.224202
    [17] 李阳月, 陈子阳, 刘辉, 蒲继雄. 涡旋光束的产生与干涉. 物理学报, 2010, 59(3): 1740-1748. doi: 10.7498/aps.59.1740
    [18] 宋洪胜, 程传福, 刘曼, 滕树云, 张宁玉. 散斑场相位涡旋及其传播特性的实验研究. 物理学报, 2009, 58(6): 3887-3896. doi: 10.7498/aps.58.3887
    [19] 黄燕萍, 祁春媛. 用相位恢复方法测量多孔光纤的三维折射率分布. 物理学报, 2006, 55(12): 6395-6398. doi: 10.7498/aps.55.6395
    [20] 于 斌, 彭 翔, 田劲东, 牛憨笨. 硬x射线同轴相衬成像的相位恢复. 物理学报, 2005, 54(5): 2034-2037. doi: 10.7498/aps.54.2034
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-24
  • 修回日期:  2012-09-20
  • 刊出日期:  2013-03-05

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