基于位平面分解的量子彩色图像加密方案

作     者：范萍 沈政 FAN Ping;SHEN Zheng

作者机构：华东交通大学信息工程学院南昌330013 闽江学院计算机与控制工程学院福州350108 

基　　金：江西省自然科学基金资助项目(20192BAB207014) 

出 版 物：《北京工业大学学报》 (Journal of Beijing University of Technology)

年 卷 期：2024年第50卷第7期

页      码：832-844页

摘      要：一般的量子图像加密算法虽然能达到加密效果,但需要的量子比特数较多,计算复杂度较高,为优化这一问题,提出了一种位平面分解的量子彩色图像加密方案。首先,采用一种位平面序信息单独编码的彩色数字图像量子表示模型(quantum representation model of color digital image,QRCI)来表示图像,利用量子交换门设计一种量子位交换操作,并作用于彩色图像中,对图像像素进行置乱,同时再对图像进行颜色通道交换操作。其次,对位平面序列进行反序操作,进一步加强置乱效果。接着,利用安全散列算法(secure hash algorithm 256,SHA-256)产生的哈希值来确定混沌系统的初始值。最后,利用混沌系统产生的序列对图像进行扩散,完成加密过程,形成加密图像。数值分析表明,相较于以往的加密方案,此方案大大降低了彩色图像存储时所需的量子比特位数,同时其密钥空间大,灵敏度高。仿真结果表明,该方案加密效果好,能抵御大部分常见的攻击。

主 题 词：位平面 图像加密 量子位交换 通道交换 SHA-256 超混沌系统 

学科分类：081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.11936/bjutxb2022110009

馆 藏 号：203128415...