Triple rail-coding 입력과 기호치환을 이용한 변형부호화자리수 가산기 구현

신창목,김종윤,박세준,조응호,김수중 한국통신학회 1999 한국통신학회 광전자공학 학술회의 Vol.1999 No.5

결합변환상관기 구조를 이용한 위상 암호화 영상의 인식 및 복호화

신창목(Chang-Mok Shin),김수중(Soo-Joong Kim) 한국산업정보학회 2004 한국산업정보학회 학술대회논문집 Vol.2004 No.6

최근 소비 동향과 향후 전망

신창목 한국제품안전협회 2008 제품안전 Vol.179 No.-

다중 위상 분할과 위상 랩핑 방법을 이용한 광 암호화 시스템

신창목,김수중,서동환,Shin Chang Mok,Kim Soo Joong,Seo Dong Hoan 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.42 No.6

In this paper, we proposed an optical security system based on a gray-image exclusive-OR encryption using multi-phase separation and phase-wrapping method. For encryption, a gray image is sliced into binary images, which have the same pixel value, and these images are encrypted by modified XOR rules with binary random images. The XORed images and the binary images respectively combined and converted into full phase images, called an encrypted image and a key image. For decryption, when the encrypted image and key image are used as inputs on optical elements, Practically due to limited controllability of phase range in optical elements, the original gray image cannot be efficiently reconstructed by these optical elements. Therefore, by decreasing the phase ranges of the encrypted image and key image using a phase-wrapping method and separating these images into low-level phase images using multi-phase separation, the gray image can be reconstructed by optical elements which have limited control range. The decrytion process is simply implemented by interfering a multiplication result of encrypted image and key image with reference light. The validity of proposed scheme is verified and the effects, which are caused by phase limitation in decryption process, is analyzed by using computer simulations. 본 논문에서는 exclusive-OR 연산을 기반으로 암호화된 그레이 영상에 위상 랩핑(phase-wrapping)과 다중 위상 분할(multi-phase separation)방법을 적용하여 광학적 복호화가 용이하도록 한 광 암호화 시스템을 제안하였다. 암호화시 그레이 영상을 이진 영상들의 합으로 분리한 후 각각의 이진영상을 이진 무작위 영상과 변형된 XOR(modified XOR) 연산을 수행하고, 연산된 이진 영상들과 이진 무작위 영상들을 따로 결합한 후 이를 위상 부호화하여 암호화 영상과 키 영상을 만든다. 복호화시 암호화 영상과 키 영상의 위상 정보를 광소자로 구현할 경우 제어 가능한 위상 범위의 현실적 한계로 인해 그레이 정보 복원에 제약이 따른다. 따라서 위상 랩핑(phase-wrapping) 방법으로 암호화 영상과 키 영상의 위상 범위를 줄이고, 다중 위상분할(multi-phase separation)로 이 영상들을 낮은 레벨의 위상영상들로 분할함으로써, 위상범위가 제한된 광소자로도 그레이영상의 복호화가 가능하도록 하였다. 복호화는 암호화 영상과 키 영상의 곱을 기준파와 간섭시켜 간단히 구현하며, 컴퓨터 모의 실험을 이용해 제안한 방법의 타당성과 복호화시 위상 범위의 제한에 따른 영향을 분석하였다.

스펙클 패턴의 주파수 필터링을 이용한 영상 암호화 및 복호화

신창목,서동환,김수중,이상수 한국통신학회 2002 한국통신학회 기타 간행물 Vol.2002 No.10

Triple rail-coding 입력과 기호치환을 이용한 변형부호화자리수 가산기 구현

신창목,서동환,김수중 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.41 No.06

An optical parallel modified signed-digit(MSD) number adder system is proposed by using triple rail-coding input patterns and serial arrangement method of symbolic substitution. By combing overlapped arithmetic results, which are produced by encoding MSD input as triple rail-coding patterns, into the same patterns, symbolic substitution rules are reduced and also by using serialized and space-shifted input patterns in optical experiments, the optical adder without space-shifting operation, NOR operation and threshold operation is implemented. 본 논문에서는 입력패턴을 triple rail-coding 방식으로 표현한 후 입력의 직렬연결 방법으로 기호치환을 수행하는 광 병렬 변형부호화자리수 가산 시스템을 제안하였다. Triple rail-coding 방식으로 변형부호화자리수 입력을 표현할 때 중복연산 결과가 나오는 입력들은 동일한 패턴으로 전처리하여 기호치환과정의 규칙수를 줄였고, 광 구현시 공간 이동된 입력패턴을 직렬로 연결하여 광을 통과시킴으로써 공간 이동 연산, NOR 연산, 그리고 문턱치 연산과정이 필요 없는 광 가산기를 구현하였다.

위상 변조 Exclusive-OR 연산을 이용한 광학적 암호화 방법

신창목,서동환,김수중 한국광학회 2003 한국광학회지 Vol.14 No.6

In this paper, we have proposed a full phase encryption scheme based on phase-encoded XOR operation. The proposed scheme encrypts a gray-level image by slicing an original image and combining with XORed images which resulted from phase-encoded XOR operations between sliced images and phase-encoded binary random images. Then we produce an encrypted image by combining only XORed images and a key image by only phase-encoded binary random images. The encrypted image and key image are converted into encrypted data and key data by a phase-encoding method. The merits are that the proposed encryption scheme can basically fulfill a high-level encryption using a full phase encryption scheme which has nonlinear and invisible characteristics. The scheme also improves security by encrypting the phase information before full phase encryption. The decryption system based on the principle of interference between a reference wave and a direct pixel-to-pixel mapping image of encrypted data with key data can be simply implemented using a phase-visualization system. Simulation results indicate that our proposed encryption scheme is effective and simple for a gray-scale image and optical decryption system. 본 논문에서는 XOR 연산을 위상 변조하여 만든 위상 변조 XOR(phase-encoded exclusive-OR) 연산이라는 개념을 기본으로 그레이 영상을 암호화 한 새로운 광 암호화 방법을 제안하였다 그레이 원 영상을 이진 영상들의 합으로 분리한 후 각각의 이진 영상들을 이진 무작위 영상들과 위상변조 XOR 연산 방법을 이용해 암호화하고, 이를 위상 변조하여 암호화된 데이터를 만들었다. 그리고 복호화에 필요한 키 데이터는 암호화 시 사용한 무작위 이진 영상들로 만든 무작위 그레이 영상을 위상 변조하여 구하였다 암호화된 데이터는 위상 변조로 인한 비선형성과 비가시적 특성을 가지므로 기본적으로 높은 정보보호의 특성이 있으나, 여기에 위상정보 자체를 암호화함으로써 보다 높은 수준의 정보 보호를 가능하게 하였다. 또한, 복호화 과정은 암호화 데이터와 키 데이터의 단순 곱과 기준파와 간섭을 이용하므로, 원 영상 복원 시 간단한 위상 시각화 시스템(phase-visualization system)으로 구현할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 방법의 구현 가능성과 타당성을 확인하였다.

결합 변환 상관 평면의 이동 변위와 무작위 위상 영상을 이용한 광 암호화 시스템

신창목,이우혁,조규보,김수중,서동환,이성근,Shin, Chang-Mok,Lee, Woo-Hyuk,Cho, Kyu-Bo,Kim, Soo-Joong,Seo, Dong-Hoan,Lee, Sung-Geun 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.3

본 논문에서는 결합 변환 상관 평면에 이동 변위에 따른 위상 성분의 영향을 또 다른 암호화 매개변수로 이용하여 무작위 위상 영상과 매개 변수 값을 암호화요소로 사용하는 광 암호화방법을 제안하였다. 암호화과정 시 사용자만이 알고 있는 이동 변위 수치를 원 영상에 더하여 위상 변조한 후, 위상 변조한 무작위 위상과 공간 영역에서 곱한다. 곱해진 영상을 푸리에 변환을 하여 최종 암호화 영상을 생성하며, 이 때 키 영상은 무작위 위상 영상을 푸리에 변환하여 얻는다. 생성된 암호화 영상은 원 영상을 재생 시키 영상과 이동 변위 수치 정보가 동시에 필요로 하며, 키 영상은 복소함수로 세기 검출기로 쉽게 복제가 힘들뿐만 아니라 설사 키 영상이 복제하거나 도난 또는 분실된 경우에도 불법 사용자는 이동 변위 정보를 획득해야만 원 영상 정보를 재생할 수 있으므로, 좀 더 높은 암호화 수준으로 원 영상 정보를 보호할 수 있다. 복호화 과정은 결합 변환 상관 평면에 암호화 영상과 키 영상을 암호화 시 사용한 이동 변위 값에 따라 위치시켜 간단히 구현할 수 있으며, 간섭계 구조나 4-f 상관기 구조를 이용하지 않으므로 광축 정렬이나 외부 환경 변화에 영향을 받지 않고 원 영상을 재생할 수 있다. Most optical security systems use a 4-f correlator, Mach-Zehnder interferometer, or a joint transform correlator(JTC). Of them, the JTC does not require an accurate optical alignment and has a good potential for real-time processing. In this paper, we propose an image encryption system using a position shift property of the JTC in the Fourier domain and a random phase image. Our encryption system uses two keys: one key is a random phase mask and the other key is a position shift factor. By using two keys, the proposed method can increase the security level of the encryption system. An encrypted image is produced by the Fourier transform for the multiplication image, which resulted from adding position shift functions to an original image, with a random phase mask. The random phase mask and position shift value are used as keys in decryption, simultaneously. For the decryption, both the encrypted image and the key image should be correctly located on the JTC. If the incorrect position shift value or the incorrect key image is used in decryption, the original information can not be obtained. To demonstrate the efficiency of the proposed system, computer simulation is performed. By analyzing the simulation results in the case of blocking of the encrypted image and affecting of the phase noise, we confirmed that the proposed method has a good tolerance to data loss. These results show that our system is very useful for the optical certification system.

푸리에 영역에서의 위상 변조 Exclusive-OR 연산을 이용한 단일 경로 위상 암호화 시스템

신창목,조규보,김수중,노덕수,Shin, Chang-Mok,Cho, Kyu-Bo,Kim, Soo-Joong,Noh, Duck-Soo 한국광학회 2005 한국광학회지 Vol.16 No.4

본 논문에서는 원 영상을 푸리변환한 후 위상 변조 XOR 연산으로 암호함으로써 정보의 손실에 강하며 한 개의 광 경로만으로 간단히 복호화 할 수 있는 위상 암호화 시스템을 제안하였다. 영 삽입된(zero-padded) 원 영상에 무작위 위상 영상을 곱하여 푸리에 변환된 데이터 값을 키 데이터와 위상 변조 XOR 연산으로 암호화한다. 이렇게 생성된 암호화 데이터와 키 데이터를 최종적으로 위상 변조하여 위상 암호화 영상과 위상 키 영상을 만든다. 위상 변조된 암호화 영상과 키 영상은 비가시성과 비선형성으로 인해 높은 정보보호의 특성이 있으며 또한, 푸리에 영역의 암호화로 인해 절단에 의한 정보의 손실에도 영상을 복호화 할 수 있다. 복호화 과정은 암호화 영상과 키 영상의 단순곱을 푸리에 변환한 후 영차 성분(zero-order component)을 공간 필터링함으로써 간단히 구현할 수 있으며, 복호화 시스템은 2공구조의 단일 경로의 구조를 바탕으로 하므로 부피가 상대적으로 작을 뿐만 아니라 외부 충격이나 기온 변화와 같은 환경적인 영향을 받지 않고 복호화를 수행할 수 있다. 제안한 암호화 과정과 복호화 시스템의 구현 가능성 및 타당성을 컴퓨터 모의실험을 통해 확인하였다. Phase-only encryption scheme using exclusive-OR rules in Fourier plane and a single path decryption system are presented. A zero-padded original image, multiplied by a random phase image, is Fourier transformed and its real-valued data is encrypted with key data by using XOR rules. A decryption is simply performed based on 2-1 setup with spatial filter by Fourier transform for multiplying phase-only encrypted data by phase-only key data, which are obtained by phase-encoding process, and spatial filtering for zero-order elimination in inverse-Fourier plane. Since the encryption process is peformed in Fourier plane, proposed encryption scheme is more tolerant to loss of key information by scratching or cutting than previous XOR encryption method in space domain. Compare with previous phase-visualization systems, due to the simple architecture without a reference wave, our system is basically robust to mechanical vibrations and fluctuations. Numerical simulations have confirmed the proposed technique as high-level encryption and simple decryption architecture.

Triple rail-coding 입력과 기호치환을 이용한 변형부호화자리수 가산기 구현

신창목,김수중,서동환,Shin, Chang-Mok,Kim, Soo-Joong,Seo, Dong-Hoan 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.41 No.6

본 논문에서는 입력패턴을 triple rail-coding 방식으로 표현한 후 입력의 직렬연결 방법으로 기호치환을 수행하는 광 병렬 변형부호화자리수 가산 시스템을 제안하였다. Triple rail-coding 방식으로 변형부호화자리수 입력을 표현할 때 중복연산 결과가 나오는 입력들은 동일한 패턴으로 전처리하여 기호치환과정의 규칙수를 줄였고, 광 구현시 공간 이동된 입력패턴을 직렬로 연결하여 광을 통과시킴으로써 공간 이동 연산, NOR 연산, 그리고 문턱치 연산과정이 필요 없는 광 가산기를 구현하였다. An optical parallel modified signed-digit(MSD) number adder system is proposed by using triple rail-coding input patterns and serial arrangement method of symbolic substitution. By combing overlapped arithmetic results. which are produced by encoding MSD input as triple rail-coding patterns. into the same patterns, symbolic substitution rules are reduced and also by using serialized and space-shifted input patterns in optical experiments, the optical adder without space-shifting operation, NOR operation and threshold operation is implemented.