进入信息时代后，信息安全问题成为人们关注的焦点，密码技术是信息安全的核心技术。现代密码体制分为公钥体制和私钥体制两大类。私钥体制又称单钥体制，其加密密钥和解密密钥相同；公钥体制又称为双钥体制，其加、解密密钥不同，可以公开加密密钥，而仅需保密解密密钥，从而具有数字签名、鉴别等新功能。基于光学理论与方法的数据加密技术是近年来在国际上开始起步发展的新信息安全技术，本文对这项技术能够实现光学信息保密的密码学原理进行了一定的探索。主要工作包括以下几个方面：　　 1.在深入研究双随机相位光学编码系统理论的基础上，结合光学全息技术给出了一种非线性虚拟光学加密算法，并利用Matlab仿真工具，对该算法进行了数值模拟，分析了其安全性；对基于虚拟光学的密码体制在密码学上具有的特点进行了总结。　　 2.从完整的信息安全系统角度考虑，提出了基于虚拟光学加密技术和椭圆曲线密码技术的混合密码体制VOE，并设计了用户注册协议、用户认证与密钥分发协议。VOE算法充分利用这两种密码体系各自的优点，能够实现文件数据信息快速、安全的传递和信息完整性、真实性的验证，具有很强的不可否认性，可达到一次一密的效果。从而构建了一个网络环境下的虚拟光学信息安全系统模型。　　 3.利用Visual Studio.net2003完成VOE加密体制的软件实现，设计了相应的数据结构和算法。　　 4.论文最后对本文的研究进行了总结，并对以后的工作作了展望。