Manejo seguro de múltiples datos con recuperación libre de ruido en el dominio fraccionario

VELEZ ZEA, ALEJANDRO; BARRERA RAMIREZ, JOHN FREDY; TORROBA, ROBERTO; JARAMILLO OSORIO, ALEXIS

Encuentro; XV Encuentro nacional de Optica (XIV ENO) y VI Conferencia andina y del caribe en Optica y sus Aplicaciones (VI CANCOA); 2017

En este trabajo se presenta un protocolo de encriptación de múltiplesdatos con recuperación libre de ruido. Se utiliza un sistema de encriptación detransformada conjunta en el dominio de Fourier fraccionario. El plano deentrada del sistema contiene el objeto a encriptar y una máscara aleatoria defase que actúa como la llave de seguridad. Para realizar la transformada deFourier fraccionaria (TFF) del plano de entrada se usa una lente positiva, dondelas distancias entre la lente y los planos de entrada y salida son diferentes ala distancia focal de la lente. Estas distancias y la longitud de la lentedeterminan el orden de la TFF [1]. En el plano de salida se captura el patrónde intensidad de la TFF, este patrón se conoce como distribución de potenciasde Fourier fraccionarias (DPFFr). La información del objeto encriptado se extraedel DPFFr a partir de un proceso de filtrado. Para recuperar el objetoencriptado se debe poseer la información de la llave de seguridad y el orden dela TFF. Para registrar la información de la llave se usa un sistema deholografía fuera de eje que permite registrar el interferograma entre la TFF dela llave y una onda plana de referencia. A partir de un filtrado digital,similar al que se realiza para extraer el objeto encriptado, se obtiene lainformación de la llave de encriptación. Si se trata de recuperar lainformación del objeto sin poseer la llave de seguridad, el resultado es unruido aleatorio, ya que en ese caso el dato permanece encriptado.  Los resultados muestran que en este sistema de encriptación el orden dela transformada fraccionaria actúa como un parámetro extra de seguridad, lo queincrementa el grado de seguridad con respecto al criptosistema de transformadaconjunta tradicional. Aprovechando las características de seguridad del sistemaen el dominio de Fourier fraccionario, implementamos un protocolo para laprotección de múltiples datos y su recuperación libre de ruido. El primer pasoconsiste en codificar los objetos que se desean proteger en códigos QR, que sonencriptados por el sistema fraccionario usando la misma llave de seguridad ydiferentes órdenes fraccionarios. En segundo lugar, se usa una técnica de multiplexadopara combinar los códigos encriptados y obtener un solo paquete de información.En el proceso de recuperación los usuarios autorizados reciben el paquete decódigos encriptados y la llave de seguridad, mientras que cada uno de ellosrecibe el dato del orden fraccionario que le permite recuperar la información deseada.Los códigos QR desencriptados contendrán ruido generado por el procesamientoóptico-digital de la información, pero aprovechando su tolerancia al ruido, sulectura brinda la información original sin ningún tipo degradación [2]. Con elfin de hacer más ágil la lectura de los códigos desencriptados, se implementaun proceso de binarización antes de su lectura.Los resultados experimentales presentados en este trabajo evidencian laviabilidad del criptosistema y muestran que el orden fraccionario se comportacomo una llave extra de seguridad. Además, demuestran que mediante el sistemade encriptación de transformada conjunta en el dominio de Fourier fraccionariose puede implementar un protocolo de seguridad para proteger múltiples datosasegurando una recuperación libre de ruido.