基于超表面的OTP加密策略

极大提高了信息存储容量及安全性

●创新点

超表面在操纵电磁波自由度方面的卓越性能已成为信息加密平台的重要选项。然而，超表面受到可调控的自由度数量的限制，且单个秘密信息的解码依赖于单个密钥的直接解密，因此, 该方法存在信息泄露的风险。与传统加密方案相比，一次一密（OTP）加密方案生成的密钥与目标秘密信息的长度相同且随机，理论上具有不可破解的特性。上海交通大学电子信息与电气工程学院电子工程系朱卫仁副教授课题组提出了一种依托于超表面平台的一次一密和大容量信息存储方案，在超表面平台中首次将OTP 密钥存储和相关信息认证进行结合。

●方法和结果

研究人员首先通过视觉秘密共享协议，将秘密的每个像素编码为两个共享的子像素并生成一次性密钥，其中，每个共享子像素不会泄露有关原始图像的任何信息。此外，研究人员将两个共享子像素进一步编码为随机的极化共享密钥序列，以此进一步增强系统的安全性。最后，在解密过程中，研究人员以单个各向异性超表面为密文，并结合双重加密的极化密钥序列得到重构目标图像。此方案还可根据需求定制任意的极化密钥序列，极大地提高了信息的加密容量。

应用前景

该研究通过利用极化密钥共享OTP 加密策略取代基于多通道超表面的加密方法，实现了超表面的可重用性。此方案所提出的加密平台具有大规模编码数据存储及高水平信息安全等特点，在未来的信息加密、数据存储和全息显示等领域具有广阔的应用场景。