La sicurezza delle informazioni è diventata particolarmente cruciale nel contesto dell’era dei big data. Gli schemi ottici di condivisione dei segreti crittografano le informazioni e le dividono fisicamente in diverse parti. Le informazioni possono essere decrittografate solo collegando a cascata un numero sufficiente di condivisioni.
Questi schemi possono essere ampiamente applicati alla crittografia delle informazioni e alla lotta alla contraffazione grazie all'elevata sicurezza e alle capacità di elaborazione rapida delle informazioni.
L'olografia è un metodo significativo per la crittografia ottica e può anche realizzare il multiplexing olografico utilizzando diverse dimensioni fisiche della luce come canali di informazione indipendenti. La tecnologia di multiplexing olografico della metasuperficie soddisfa le urgenti esigenze di miniaturizzazione e integrazione dei sistemi ottici.
Tuttavia, ci sono sfide significative nella costruzione di una piattaforma di condivisione di segreti ottici a cascata con regolabilità dinamica ed elevata efficienza di diffrazione, limitate da precisi requisiti di produzione e proprietà fisiche intrinseche dei materiali.
Per la realizzazione di schemi di condivisione di segreti ottici in cascata a basso costo, convenienti, ad alta efficienza e ad alta capacità, i materiali optoelettronici a cristalli liquidi con struttura anisotropa con elevata efficienza di diffrazione e caratteristiche di interruttore regolabili in tensione forniscono un nuovo approccio.
Gli autori di un articolo pubblicato su Opto-Electronic Advances proporre una struttura di condivisione ottica di segreti con multiplexing multidimensionale con ologrammi di cristalli liquidi in cascata. In questo contesto, lo stato di polarizzazione della luce incidente e la distanza tra gli ologrammi di cristalli liquidi vengono utilizzati come chiavi di decrittazione delle informazioni crittografate.
È stata creata una rete neurale con propagazione all'indietro dell'errore con la teoria della diffrazione dello spettro angolare, realizzando la progettazione inversa di complessi problemi a cascata multi-vincolo e multistrato. Gli input multidimensionali nel processo di crittografia della rete, come lo stato di polarizzazione della luce incidente, la tensione esterna applicata alle parti di cristalli liquidi in cascata e le loro distanze, aumentano significativamente la sicurezza delle informazioni segrete. Ciò consente la trasmissione estremamente sicura di più canali di informazioni contemporaneamente, superando i limiti dei tradizionali metodi di crittografia olografica.
Innanzitutto, l'immagine segreta è nascosta in diverse condivisioni (singoli ologrammi di cristalli liquidi) e può essere decifrata solo collegando le condivisioni a cascata. Anche se una delle condivisioni viene rubata, è impossibile recuperare le informazioni segrete finali e verrà visualizzata solo un'immagine di autenticazione, migliorando notevolmente la sicurezza della piattaforma di condivisione dei segreti.
In secondo luogo, la tecnica del multiplexing multidimensionale aumenta la complessità delle chiavi segrete, migliorando sia la sicurezza che la capacità delle informazioni. Inoltre, i canali di informazione di crittografia possono essere ulteriormente aumentati aggiungendo più condivisioni segrete e utilizzando il multiplexing dello stato di polarizzazione lineare. È interessante notare che la capacità di sintonizzazione elettrica flessibile dei dispositivi a cristalli liquidi aumenta effettivamente la sicurezza del quadro di condivisione dei segreti proposto. La tensione applicata esternamente può essere mappata in modo indipendente su diverse condivisioni segrete, impostando condizioni più rigorose per la decrittografia delle informazioni e riducendo significativamente la possibilità di fuga di informazioni.
È stata dimostrata sperimentalmente la multiplazione di otto immagini controllando lo stato di polarizzazione della luce incidente, la distanza tra le parti e applicando diversi stati di tensione esternamente agli strati di cristalli liquidi.
In questo schema, le informazioni segrete vengono scomposte e distribuite in due ologrammi di cristalli liquidi reciprocamente vincolati. Quando questi due ologrammi a cristalli liquidi sono collegati in cascata insieme, è solo necessario regolare la tensione applicata esterna (Uon , Uspento ) di ciascuna parte di cristalli liquidi, in modo che ogni singolo ologramma possa ricostruire un'immagine di autenticazione (numero 2 o 4) in una posizione specifica.
Inoltre, in condizioni di tensione ad alta efficienza di modulazione (Uon ) per ciascuna parte di cristalli liquidi, sei immagini di operazioni indipendenti (simboli matematici) possono essere decifrate utilizzando diverse chiavi segrete, che includono la polarizzazione della luce incidente e la distanza tra gli ologrammi di cristalli liquidi a cascata.
Le informazioni crittografate finali possono essere ottenute tramite decodifica secondaria eseguendo operazioni matematiche visualizzate da diverse immagini operative tra le immagini di autenticazione. La matura tecnologia di produzione dei componenti a cristalli liquidi rende questo quadro più pratico e multifunzionale.
Con il suo design conveniente, la produzione a basso costo e la sicurezza ultraelevata, questo schema di condivisione segreta ottica multiplexing multidimensionale ha un grande potenziale nelle applicazioni di archiviazione di informazioni ad altissima capacità, visualizzazione olografica dinamica ed elaborazione ottica multifunzionale delle informazioni.
Ulteriori informazioni: Keyao Li et al, Struttura di condivisione segreta ottica di multiplexing multidimensionale con ologrammi a cristalli liquidi in cascata, Progressi optoelettronici (2024). DOI:10.29026/oea.2024.230121
Fornito da Compuscript Ltd
