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光学密码分析的主要内容是对光学加密系统进行攻击，发现其隐患并最终破译。根据分析者所掌握的信息，可将攻击分为选择密文攻击，选择明文攻击，已知明文攻击，唯密文攻击。从信息光学的观点看，相位恢复根据测量到的强度信息来恢复光波场的相位分布。在光学加密中，密钥通常作为相位出现。于是，在光学密码系统分析中根据密文推导密钥的问题属于相位恢复的范畴。因此，相位恢复技术在光学密码分析中至关重要。
本论文首先简要综述了密码学发展历史与光学密码技术研究现状，并介绍了研究课题的主要内容与创新点。论文的其余部分组织如下：(1)给出了光波衍射与透镜傅里叶变换的基础知识；(2)着重讨论了相位恢复理论，比较其中四种典型相位恢复算法的联系与优缺点；(3)对上述四种相位恢复算法在Matlab软件环境进行了仿真实验；(4)研究了双随机相位编码光学加密系统，分数傅里叶域双随机相位编码光学加密系统和菲涅耳域双随机相位编码光学加密系统，并评估了这三种光学加密系统的解密密钥空间大小与安全强度。最后，我们运用相位恢复理论对双随机相位编码光学加密系统进行了安全性分析，提出了一种新的“唯密文攻击”方法，成功攻破了这一国际著名的光学加密系统。