×

基于频率-空间域变换迭代框架的量子图像加密。 (英语) 兹比尔1387.81196

摘要:提出了一种基于频域变换迭代框架的新型量子图像加密解密算法。本文采用量子图像的柔性表示(FRQI)来表示图像。以往的量子图像加密算法是通过空域变换对原始图像的位置信息进行置乱,通过频域变换对图像的颜色信息进行编码。但也存在一些问题,如空间域变换的周期性,这将使恢复原始图像变得容易。因此,我们提出了频率-空间域变换的迭代框架。基于迭代框架,新的加密算法多次使用斐波那契变换和几何变换对原始图像的位置信息进行置乱,并使用双随机相位编码对图像的颜色信息进行编码。加密密钥包括斐波那契变换、几何变换的迭代时间(l)、几何变换矩阵(G_i),即(n次n)矩阵、经典二进制序列(K)(K_{0}k_{1} \点k_{2^{2n}-1})\)和\(D(D_{0}天_{1} \点d_{2^{2n}-1}\)). 这里Fibonacci变换和几何变换的密钥空间都估计为(2^{26})。二进制序列的键空间是\((2^{n\timesn})\次(2^}n\timesn{)\)。那么整个算法的密钥空间大约是\(2^{2{n^{2}}+52}\)。由于所有量子操作都是可逆的,因此量子图像解密算法是加密算法的逆运算。数值仿真和分析结果表明,该算法具有较高的安全性和灵敏度。

MSC公司:

81页94 量子密码术(量子理论方面)
94A60型 密码学
81页70 量子编码(通用)
68单位10 图像处理的计算方法
65D18天 计算机图形、图像分析和计算几何的数值方面
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Peng,X.,Zhang,P.,Wei,H.Z.,Yu,B.:基于双随机相位密钥的光学加密的Known-plaintext攻击。选择。莱特。31(8),1044-1046(2006)·doi:10.1364/OL.31.001044
[2] Tao,R.,Xin,Y.,Wang,Y.:基于分数傅里叶域中随机相位编码的双重图像加密。选择。Express 15(24)、16067-16079(2007)·doi:10.1364/OE.15.016067
[3] Maity,S.P.,Kundu,M.K.:使用Hadamard变换的感知自适应扩散变换图像水印方案。通知。科学。181(3), 450-465 (2011) ·doi:10.1016/j.ins.2010.09.029
[4] Zhou,N.R.,Wang,Y.X.,Gong,L.H.:基于分数梅林变换的新型光学图像加密方案。284(13),3234C3242(2011)
[5] Matthews,R.A.J.:使用此算法的遗传算法换位密码的使用比密码分析中的使用更多。密码学17(4),187-201(1993)·doi:10.1080/0161-19391867863
[6] Ye,R.S.,Guo,W.C.:使用多模态斜帐篷映射的基于混沌的图像加密方案。《计算与信息科学新兴趋势杂志》4(10),800-810(2013)
[7] Akhavan,A.、Samsudin,A.、Akhshani,A.:基于非线性混沌映射组合的对称图像加密方案。J.Franklin Inst.348(8),1797C1813(2011)·doi:10.1016/j.jfranklin.2011.05.001
[8] Zhang,W.,Wong,K.W.,Yu,H.,Zhu,Z.L.:一种使用反向二维混沌映射和依赖扩散的图像加密方案。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。18(8), 2066-2080 (2013) ·Zbl 1321.94099号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2012.12.012
[9] El-Latif,Ahmed A.,Li,Li,Wang,N.,Han,Q.,Niu,X.M.:基于量子混沌系统的混沌图像加密新方法,利用颜色空间。信号处理。93(11),2986C3000(2013)
[10] Feynman,R.P.:用计算机模拟物理。国际J.Theor。物理学。21(6/7),467C488(1982)
[11] Nielsen,M.A.,Chuang,I.L.:量子计算和量子信息。剑桥大学出版社,剑桥(2010)·Zbl 1288.81001号 ·doi:10.1017/CBO9780511976667
[12] Venegas-Andraca,S.E.,Bose,S.:《量子计算与图像处理:人工智能的新趋势》,《量子信息与计算会议》,奥兰多,Fl.5105,第137页(2003)
[13] Latorre,J.I.:图像压缩和纠缠。量子。物理学。0510031 (2005)
[14] Le,P.Q.,Dong,F.Y.,Hirota,K.:用于多项式准备、图像压缩和处理操作的量子图像的灵活表示。量子信息处理。10(1), 63-84 (2011) ·Zbl 1209.81066号 ·doi:10.1007/s11128-010-0177-y
[15] Zhang,Y.,Lu,K.,Gao,Y.H.,Wang,M.:NEQR:一种新型的数字图像增强量子表示。量子信息处理。12(8), 2833-2860 (2013) ·兹比尔1283.81042 ·doi:10.1007/s11128-013-0567-z
[16] 姜N.,Dang,Y.J.,Wang,J,et al.:量子图像匹配。量子信息处理。15(9), 3543-3572 (2016) ·Zbl 1348.81168号 ·doi:10.1007/s11128-016-1364-2
[17] Akhshani,A.、Akhavan,A.、Lim,S C等:基于量子逻辑映射的图像加密方案。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。17(12),4653-4661(2012)·Zbl 1266.81052号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2012.05.033
[18] Zhou,R.G.,Wu,Q.,Zhang,M.Q.,Shen,C.Y.:基于量子图像几何变换的量子图像加密和解密算法。国际J.Theor。物理学。52(6),1802C1817(2013)·doi:10.1007/s10773-012-1274-8
[19] Ahmed,A.,Abd El-Latif,L.,Li,N.,Wang,Q.,Han,X.M.,Niu,A:基于量子混沌系统的混沌图像加密新方法,利用颜色空间。信号处理。93(11), 2986-3000 (2013) ·doi:10.1016/j.sigpro.2013.03.031
[20] Yang,Y.G.,Xia,J.,Jia,X.,Zhang,H.:基于量子傅里叶变换和双相位编码的新型图像加密/解密。量子信息处理。12(11),3477C3493(2013)·Zbl 1337.94083号
[21] Wang,S.,Song,X.H.,Niu,X.M.:基于量子小波变换和扩散的量子图像加密新算法。高级智能。系统。计算。298, 243-250 (2014)
[22] Hua,T.X.,Chen,J.M.,Pei,D.J.,Zhang,W.Q.,Zhou,N.J.:基于图像相关分解的量子图像加密算法。国际J.Theor。物理学。54(2), 526-537 (2015) ·Zbl 1312.81045号 ·doi:10.1007/s10773-014-2245-z
[23] Zhou,N.R.,Hua,T.X.,Gong,L.H.,Pei,D.J.,Liao,Q.H.:基于广义Arnold变换和双随机相位编码的量子图像加密。量子信息处理。14(4), 1193-1213 (2015) ·Zbl 1328.81097号 ·doi:10.1007/s11128-015-0926-z
[24] Song,X.H.,Wang,S.,Abd El-Latif,A.A.,Niu,X.M.:基于受限几何和颜色变换的量子图像加密。量子信息处理。13(8), 1765-1787 (2014) ·兹比尔1305.81058 ·doi:10.1007/s11128-014-0768-0
[25] Seyedzadeh,S.M.,Norouzi,B.,Mosavi,M.R.,Mirzakuchaki,S.:基于空间置换和量子混沌映射的新型彩色图像加密算法。非线性动力学。81(1-2),1-19(2015)·Zbl 1430.94089号 ·doi:10.1007/s11071-015-2008-2
[26] Liang,H.R.,Tao,X.Y.,Zhou,N.R.:基于广义仿射变换和逻辑映射的量子图像加密。量子信息处理。15(7), 2701-2724 (2016) ·Zbl 1348.81171号 ·doi:10.1007/s11128-016-1304-1
[27] Yang,Y.G.,Tian,J.,Lei,H.,Zhou,Y.H.,Shi,W.M.:使用一维量子细胞自动机的新型量子图像加密。信息科学。345257C270(2016)
[28] Gong,L.H.,He,X.T.,Cheng,S.,Hua,T.X.,Zhou,N.R.:基于量子图像异或运算的量子图像加密算法。国际J.Theor。物理学。55(7), 3234-3250 (2016) ·Zbl 1358.81081号 ·doi:10.1007/s10773-016-2954-6
[29] Tan,R.C.,Lei,T.,Zhao,Q.M.,Gong,L.H.,Zhou,Z.H.:基于超混沌系统和量子傅里叶变换的量子彩色图像加密算法。国际J.Theor。物理学。55(12),5368C5384(2016)·Zbl 1371.81094号 ·doi:10.1007/s10773-016-3157-x
[30] Vedral,V.,Barenco,A.,Ekert,A.:基本算术运算的量子网络。物理学。修订版A 54(1),147C153(1996)·doi:10.1103/PhysRevA.54.147
[31] 江,N.,吴,W.Y.,王,L.:Arnold和Fibonacci图像置乱的量子实现。量子信息处理。13(5),1223C1236(2014)·Zbl 1291.81097号 ·doi:10.1007/s11128-013-0721-7
[32] Refregier,P.,Javidi,B.:使用输入平面和傅里叶平面随机编码的光学图像加密。选择。莱特。20(7),7678C769(1995)·doi:10.1364/OL.20.000767
[33] Chen,J.X.,Zhu,Z.L.,Fu,C.,Yu,H.:基于新的像素交换混淆方法的快速图像加密方案。非线性发电机。77(4),1191C1207(2014)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。