一種多通道量子圖像的加密方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多通道量子圖像的加密方法，其特征在于：首先給定三個角度向量bk=g{r,g,b}，通過Hadamard門和受控非門變換使得量子計算機從初始狀態(tài)|0>@2w+S轉(zhuǎn)換到MCQI表達式|/MC(W〕)：=I其利用提出的顏色變換算法對圖像的顏色信息進行變換，從而得到加密后的圖像。由于對量子疊加態(tài)的測量具有坍縮性，且結(jié)果是以一定概率存在的，所以每次的測量結(jié)果以及進行的顏色變換都是更新變化的，這極大地提高了圖像加密的安全性能。
【專利說明】一種多通道量子圖像的加密方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多通道量子圖像的加密方法，屬于計算機圖像處理【技術(shù)領域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 圖像加密是保護信息安全，確保圖像在網(wǎng)絡通信中安全傳遞的有效辦法，是計算 機圖像處理領域的重要研究方向。近年來，隨著量子計算和量子信息的發(fā)展，量子圖像的加 密方法也受到了廣泛的關注。關于量子圖像的表達式，有很多種提案，其中比較流行的是量 子圖像的柔性表達式（FRQI)。由于FRQI量子圖像是一種基于圖像灰度值的表達式，所以在 對其加密過程中，從前的加密方法一般只局限于圖像的位置信息，忽略了圖像的顏色信息。 并且這類算法通常缺乏靈活性，算法一旦被破解，就會使全部的加密圖像都受到攻擊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種多通道量子圖像的加密方法，針對多通道 量子圖片表達式（MCQI)，首先，多通道量子圖像（MCQI)是FRQI表達式在顏色信 息上的延伸，它捕獲了圖像中每一個像素點的顏色及其位置信息，并將它們集成 到一個量子狀態(tài)中，通過3個量子位來表達像素的R、G和B三種顏色信息；2/7 ( )個量子位來表達一幅2B X，圖像的位置信息（前/7個量子位用于表示圖像沿,軸 的信息，后/?個量子位用于表示圖像沿z軸的信息)。其利用提出的顏色變換算法對圖像的 顏色信息進行變換，從而得到加密后的圖像。由于對量子疊加態(tài)的測量具有坍縮性，且結(jié)果 是以一定概率存在的，所以每次的測量結(jié)果以及進行的顏色變換都是更新變化的，這極大 地提高了圖像加密的安全性能。
[0004]為了更好地保護圖像的安全，提高量子圖像的加密質(zhì)量，本發(fā)明的技術(shù)方案 是這樣實現(xiàn)的：一種多通道量子圖像的加密方法，其特征在于：首先給定三個角度向量 取￠,?，其中，2/?是用于表示圖像位置信息的量子位的數(shù) ............... }'：： V 目；通過Hadamard門和受控非門變換使得量子計算機從初始狀態(tài)丨轉(zhuǎn)換到MCQI表 達式丨:

【權(quán)利要求】
1. 一種多通道量子圖像的加密方法，其特征在于：首先給定三個角度向量 目；通過Hadamard門和受控非門變換使得量子計算機從初始狀態(tài)f〇) y^+a轉(zhuǎn)換到MCQI表 達式:
其中，kki?丨代表圖像中第i個像素點的RGB通道顏色信息，定義為：
其中，丨000>，丨001)，是8維的量子基本態(tài)，碑A 6} 6 代表第/個 像素的R、G和B顏色值，^的默認值為0,不攜帶任何信息；準備兩幅相同的4 X 4多通道 量子圖像和對圖像進行測量從而得到顏色信息鍵值及對應變換規(guī)則，利用 此規(guī)則對圖像I)進行顏色變換來實現(xiàn)量子圖像的加密。
2. -種多通道量子圖像的加密方法，具體按以下步驟完成： 步驟1、分別對多通道量子圖像在R、G和B通道上的分量進行測量，用于測量的量 子回路；由于量子疊加態(tài)的坍縮特性，對R、G或B通道上每個像素的測量結(jié)果只能得到黑色 和白色，且各以一定的概率存在，因此對圖像丨C e)的每個像素點進行測量后結(jié)果有8種可 能情況； 步驟2、將每一種可能情況賦予一個數(shù)值，分別是〇，1，2，3，4，5，6和7; 至此，圖像經(jīng)測量后，坍縮為一幅新的傳統(tǒng)圖像? #，其中所有像素的對應數(shù)值構(gòu) ι?%? 成了一個數(shù)字序列，我們稱之為顏色信息鍵值（CIK); 步驟3、建立一個CIK操作規(guī)則，將CIK中的每一數(shù)值都賦予一個顏色變換操作，0為反 轉(zhuǎn)R通道的灰度值、1為反轉(zhuǎn)G通道的灰度值、2為反轉(zhuǎn)Β通道的灰度值、3為交換R通道和 G通道的灰度值、4為交換R通道和Β通道的灰度值、5為交換G通道和Β通道的灰度值、6 為反轉(zhuǎn)R通道和G通道的灰度值和7為反轉(zhuǎn) R通道和Β通道的灰度值； 步驟4、利用該CIK操作規(guī)則，對原圖像的每個像素點進行顏色變換操作，得到加 密圖像丨〇。
【文檔編號】G06T1/00GK104217391SQ201410423376
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】閆飛, 楊華民, 韓成, 師為禮, 蔣振剛 申請人:長春理工大學