彩色数字图像的量子表示及加密算法研究
发布时间：2021-03-05 09:11
信息安全是国家安全不可或缺的组成部分。量子信息安全,特别是量子图像信息安全是量子信息时代的重要研究问题。量子图像加密是量子图像信息安全保护技术研究中的一个热点,它已经成为量子信息安全的重要组成部分。因此,针对量子图像加密算法的研究具有非常重要的意义。本文研究了近年来量子图像表示及量子图像加密算法的发展现状,首次建立了量子图像密码系统在理论上须同时具备有效性、可靠性和安全性的评价体系,针对量子图像表示及其对加密算法性能的影响进行了分析研究。比如使用量子态的相位编码颜色信息会导致量子图像密码系统在解密过程中需要传输及接收大量的密文量子图像并且不能通过有限次测量操作精确恢复出原始图像,仅能获取到颜色信息的概率值,以致密码系统的可靠性降低,同时无法在量子域里验证密码系统的有效性;现有使用量子态的基态编码颜色信息的表示模型及加密算法可以精确检索出原始图像,但需要较多位数的纠缠量子比特,以致在量子计算机中存储彩色数字图像时需要消耗较多纠缠量子比特资源,且相应的密码系统不能在量子域里得到有效性验证。为解决上述存在的问题,本文对彩色数字图像的量子表示及加密算法进行了研究,建立了高存储效率且可精确检索原...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 量子图像加密及解密
1.3 量子计算的相关概念
1.3.1 量子寄存器和量子逻辑门
1.3.2 量子并行性
1.3.3 量子态的显著特性和量子线路
1.3.4 量子测量
1.4 量子图像的研究进展及分析
1.4.1 量子图像表示模型的研究进展
1.4.2 量子图像处理操作的研究进展
1.4.3 量子图像加密算法的研究进展
1.4.4 量子图像密码系统的评价体系
1.4.5 存在的问题及分析
1.5 本文的主要研究内容
第2章 NCQI量子彩色图像加密算法
2.1 引言
2.2 基本原理
2.2.1 耦合超混沌Lorenz系统
2.2.2 右循环移位算符
2.3 加密和解密算法
2.3.1 加密算法
2.3.2 解密算法
2.4 有效性验证、可靠性分析和安全性仿真
2.4.1 有效性验证和可靠性分析
2.4.2 安全性仿真
2.5 本章小结
第3章 QRCI量子彩色图像表示模型
3.1 引言
3.2 QRCI量子彩色图像表达式
3.3 QRCI量子彩色图像的制备和精确检索
3.3.1 QRCI量子彩色图像的制备
3.3.2 QRCI量子彩色图像的精确检索
3.4 QRCI表达式的基本图像处理算符
3.4.1 颜色补码算符
3.4.2 颜色通道交换算符
3.4.3 位平面序反序算符
3.4.4 位平面序平移算符
3.4.5 位平面序交换算符
3.4.6 联合变换算符
3.4.7 对比分析
3.5 本章小结
第4章 DQRCI量子双幅彩色图像加密算法
4.1 引言
4.2 基本原理
4.2.1 DQRCI量子双幅彩色图像表示模型
4.2.2 DQRCI量子双幅彩色图像的制备
4.2.3 DQRCI量子双幅彩色图像的精确检索
4.2.4 DQRCI表达式的基本图像处理算符
4.3 加密和解密算法
4.3.1 加密算法
4.3.2 解密算法
4.4 有效性验证、可靠性分析和安全性仿真
4.4.1 有效性验证和可靠性分析
4.4.2 安全性仿真
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Survey on Quantum Image Processing[J]. CAI Yongquan,LU Xiaowei,JIANG Nan. Chinese Journal of Electronics. 2018(04)
[2]一种数学形态学的量子图像去噪方法[J]. 杨蕴,李玉,王玉. 遥感信息. 2018(02)
[3]A New Quantum Watermarking Based on Quantum Wavelet Transforms[J]. Shahrokh Heidari,Mosayeb Naseri,Reza Gheibi,Masoud Baghfalaki,Mohammad Rasoul Pourarian,Ahmed Farouk. Communications in Theoretical Physics. 2017(06)
[4]量子信息技术纵览[J]. 周正威,陈巍,孙方稳,项国勇,李传锋. 科学通报. 2012(17)
[5]量子计算[J]. 夏培肃. 计算机研究与发展. 2001(10)
博士论文
[1]量子图像处理关键算法研究[D]. 范萍.华东交通大学 2017
[2]量子彩色图像安全保护关键问题研究[D]. 桑建芝.哈尔滨工业大学 2017
[3]量子态可分性判定与纠缠度量[D]. 赵超.电子科技大学 2016
硕士论文
[1]量子图像形态学基本操作的研究与应用[D]. 常志波.华东交通大学 2016
本文编号：3064950
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 量子图像加密及解密
1.3 量子计算的相关概念
1.3.1 量子寄存器和量子逻辑门
1.3.2 量子并行性
1.3.3 量子态的显著特性和量子线路
1.3.4 量子测量
1.4 量子图像的研究进展及分析
1.4.1 量子图像表示模型的研究进展
1.4.2 量子图像处理操作的研究进展
1.4.3 量子图像加密算法的研究进展
1.4.4 量子图像密码系统的评价体系
1.4.5 存在的问题及分析
1.5 本文的主要研究内容
第2章 NCQI量子彩色图像加密算法
2.1 引言
2.2 基本原理
2.2.1 耦合超混沌Lorenz系统
2.2.2 右循环移位算符
2.3 加密和解密算法
2.3.1 加密算法
2.3.2 解密算法
2.4 有效性验证、可靠性分析和安全性仿真
2.4.1 有效性验证和可靠性分析
2.4.2 安全性仿真
2.5 本章小结
第3章 QRCI量子彩色图像表示模型
3.1 引言
3.2 QRCI量子彩色图像表达式
3.3 QRCI量子彩色图像的制备和精确检索
3.3.1 QRCI量子彩色图像的制备
3.3.2 QRCI量子彩色图像的精确检索
3.4 QRCI表达式的基本图像处理算符
3.4.1 颜色补码算符
3.4.2 颜色通道交换算符
3.4.3 位平面序反序算符
3.4.4 位平面序平移算符
3.4.5 位平面序交换算符
3.4.6 联合变换算符
3.4.7 对比分析
3.5 本章小结
第4章 DQRCI量子双幅彩色图像加密算法
4.1 引言
4.2 基本原理
4.2.1 DQRCI量子双幅彩色图像表示模型
4.2.2 DQRCI量子双幅彩色图像的制备
4.2.3 DQRCI量子双幅彩色图像的精确检索
4.2.4 DQRCI表达式的基本图像处理算符
4.3 加密和解密算法
4.3.1 加密算法
4.3.2 解密算法
4.4 有效性验证、可靠性分析和安全性仿真
4.4.1 有效性验证和可靠性分析
4.4.2 安全性仿真
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Survey on Quantum Image Processing[J]. CAI Yongquan,LU Xiaowei,JIANG Nan. Chinese Journal of Electronics. 2018(04)
[2]一种数学形态学的量子图像去噪方法[J]. 杨蕴,李玉,王玉. 遥感信息. 2018(02)
[3]A New Quantum Watermarking Based on Quantum Wavelet Transforms[J]. Shahrokh Heidari,Mosayeb Naseri,Reza Gheibi,Masoud Baghfalaki,Mohammad Rasoul Pourarian,Ahmed Farouk. Communications in Theoretical Physics. 2017(06)
[4]量子信息技术纵览[J]. 周正威,陈巍,孙方稳,项国勇,李传锋. 科学通报. 2012(17)
[5]量子计算[J]. 夏培肃. 计算机研究与发展. 2001(10)
博士论文
[1]量子图像处理关键算法研究[D]. 范萍.华东交通大学 2017
[2]量子彩色图像安全保护关键问题研究[D]. 桑建芝.哈尔滨工业大学 2017
[3]量子态可分性判定与纠缠度量[D]. 赵超.电子科技大学 2016
硕士论文
[1]量子图像形态学基本操作的研究与应用[D]. 常志波.华东交通大学 2016
本文编号：3064950
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3064950.html
