21世纪，随着互联网技术的发展以及智能手机的普及，人类社会已经全面进入信息时代。从个人角度，个人计算机、网上银行和数码相机的普及，使得照片信息、金融账户和其它隐私信息等安全性问题变的越来越突出;从商业角度，电子商务和企业信息化的发展，信息泄露和黑客的风险日趋增大;从国家角度，国家经济部门和国防部门的大量机密信息，存储和通信方面的安全需求越来越高。所以，信息安全已成为全球范围内的一个重要的议题，光学信息安全作为信息安全的一个重要分支，近年来取得了飞速发展。　　1995年P.Refregier和B.Javidi提出基于双随机相位编码的光学加密技术以来，由于光学信息安全技术因其具有速度高、信息容量大、以及并行信息处理能力等优点而引起了广泛关注，众多研究者投身到了光学信息安全的研究当中。2007年，美国光学学会在光学分类与索引表(OCIS)中开始将其体现在两个子分类号中(060.4785、100.4998)，这意味着光学信息安全已开始成为一个完全独立的研究领域。　　光学密码分析学作为光学加密的一个重要部分，对光学信息安全的发展有着至关重要的作用。一个光学加密系统只有经受住各种各样光学密码分析方法的攻击，才能称之为安全的光学加密系统。本论文应用衍射成像理论，攻破了几类最为流行且被认为是安全的加密系统。由于论文提出的基于衍射成像的光学密码分析方法综合了衍射成像术结构简单和重构保真度高的两方面优势，解决了现存光学密码分析方法繁多且互相不兼容的问题和相移干涉加密系统δ函数攻击的局限性问题。论文主要展开了以下创新内容的研究:　　(1)首次将二维衍射成像理论用于光学密码分析，并针对双随机相位光学加密系统，提出了一种新型的已知明文攻击方法。传统针对双随机相位加密系统的已知明文攻击方法虽然已有多种，但是迄今为止，还没有一种已知明文攻击方法能快速准确的获取系统的密钥。本文通过引入二维衍射成像理论，成功地解决了现存攻击方法不能快速准确的获取系统密钥的问题。　　(2)首次将三维衍射成像理论用于光学密码分析，成功攻破了安全性增强的四随机相位光学加密系统和衍射成像光学加密系统。传统的光学密码分析方法通常只能攻击含有两块随机相位板的加密系统。当相位板的数量增加时，由于随机相位密钥之间形成的天然保护关系，传统的攻击方法就无能为力。受三维衍射成像技术的启发，本文将多个密钥板看成一个“三维物体”，每个密钥板看成“物体的一层”。然后应用三维衍射成像理论，对每层密钥进行了清晰成像，从而攻破了上述两类系统。　　(3)首次提出了相移干涉加密系统的已知明文攻击方法。相移干涉加密是一类重要的加密技术。本文首先将干涉光路拆分成两个衍射光路:即物光路的衍射和参考光路的衍射。通过分析，发现在物光路衍射中，存在一个不等式关系。利用该不等式关系以及衍射成像理论，成功地破获了系统密钥。