随着信息技术的快速发展,人们对信息网络的依赖程度日益加深。信息安全是网络正常运行的前提,因此,信息安全技术成为保护个人及集体的合法信息不受侵害的关键技术之一。越来越多的信息交流与存储需要信息安全技术的保护,信息安全技术面临着很多新的挑战:安全性的要求越来越高,信息量越来越大,信息安全技术已成为当今社会备受关注的研究课题之一。目前,信息安全技术的研究主要围绕基于数学原理的传统信息安全技术和包括光学信息安全技术、生物特征识别及量子密码等在内的新型信息安全技术展开。与传统的信息安全技术相比,光信息安全技术具有高加密维度、高并行速度、高处理速度等优势。然而,光信息安全技术中大部分的加密系统都是线性系统,明文与密文之间的线性关系,使加密系统存在很大的安全隐患。本文首先在光信息安全理论的基础上分析了几种典型的光信息加密系统的加密及解密方案,并进行了计算机仿真模拟,指出经典光学加密系统中存在的安全隐患。然后,介绍了相空间光学加密技术的加密原理和解密算法,对其安全性进行分析;推导出部分密文解密的误差与采样率的关系,并进行计算机仿真模拟验证。之后又针对相空间加密导致的信息量巨大这一问题,提出了基于压缩感知原理,利用部分密文精确重构原始明文的压缩感知重构算法,并分析重构误差和成功率与采样率的关系。最后,基于相空间光学加密系统的压缩感知重构,提出一种利用距离调制的相空间多图像加密方案,突破了信道宽度的限制,并对误差与加密信息量的关系进行了分析。