基于貓臉變換和循環(huán)移位操作的量子圖像加密算法.pdf

1、量子圖像處理融合了量子信息和數(shù)字圖像處理等理論，是一個新興的研究領域。量子態(tài)的疊加和量子糾纏態(tài)的非局域關聯(lián)特性使得圖像處理的效率大幅提高，因此量子圖像處理引起了人們的廣泛關注。針對經(jīng)典圖像加密算法處理速度慢和安全級別不夠高的缺點，本文結合量子圖像關聯(lián)分解、量子Arnold變換和量子循環(huán)移位操作等提出了兩個量子圖像加密方案。本文主要研究內容如下：
　　基于量子迭代含參Arnold變換和圖像關聯(lián)分解提出了量子多圖像加密算法。構造了量子

2、迭代含參Arnold變換，并給出了其量子線路實現(xiàn)。該算法對四幅明文圖像執(zhí)行二維離散小波變換得到相應的四幅低頻圖像，將這四幅低頻圖像重新組合成一幅新圖像，由圖像關聯(lián)分解編碼圖像的灰度信息，并利用量子迭代含參Arnold變換對新圖像進行置亂。算法的密鑰包括量子迭代含參Arnold變換的三個參數(shù)、迭代次數(shù)以及圖像關聯(lián)分解中的三個二進制序列。對算法的密鑰空間、安全性和計算復雜度等的分析表明：與經(jīng)典的圖像加密算法相比，該算法能夠以更低的計算復雜度

3、同時加密多幅圖像。
　　基于量子廣義Arnold變換和循環(huán)移位操作提出了量子圖像加密算法。構造了量子循環(huán)移位操作及其量子線路實現(xiàn)。該算法利用廣義Arnold變換置亂量子圖像，由量子循環(huán)移位操作改變置亂后圖像的灰度信息。該算法采用四維超混沌系統(tǒng)生成四個超混沌序列，分別用于控制量子循環(huán)移位操作的循環(huán)次數(shù)，廣義Arnold變換的兩個參數(shù)和廣義Arnold變換的迭代次數(shù)。該算法的密鑰為四維超混沌系統(tǒng)的四個初始值，密鑰空間較大。理論分析和仿