【摘要】：近年來(lái)隨著量子通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,量子安全保密通信使得量子信息科技正在開(kāi)啟革命性的機(jī)遇之門(mén)。尤其值得一提的是,量子信息隱藏成為了其中一個(gè)比較新穎的研究方向。量子信息隱藏主要可分為兩類(lèi):第一類(lèi)是通過(guò)單粒子或多粒子量子載體運(yùn)用量子保密通信特征進(jìn)行量子信息隱藏。第二類(lèi)是運(yùn)用多媒體的量子表示來(lái)使量子載體具體化,從而實(shí)現(xiàn)量子隱寫(xiě)。相比于經(jīng)典的信息隱藏,量子信息隱藏的安全性和隱蔽性都受到量子力學(xué)基本原理和特性的保護(hù)。所以,量子信息隱藏在未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)中具有十分廣泛的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用場(chǎng)景�；仡櫖F(xiàn)有的研究成果,本文分別提出了基于多媒體量子表示的量子隱寫(xiě)和量子水印算法。主要的研究?jī)?nèi)容如下:一是基于增強(qiáng)型量子圖像表現(xiàn)(NEQR)模型,提出了一種含水印量子圖像的自適應(yīng)量子隱寫(xiě)算法。新算法利用水印通常擁有很好的魯棒性,提出將水印視為載體進(jìn)而實(shí)現(xiàn)隱蔽通信,從而使嵌入后的秘密信息繼承了很好的魯棒性;其次,它還將秘密信息分成等長(zhǎng)的兩部分,并根據(jù)共享秘鑰將兩部分秘密信息分別嵌入在量子水印和量子載體圖像中進(jìn)行傳遞,實(shí)現(xiàn)了秘密信息的自恢復(fù),進(jìn)一步提高了秘密信息的魯棒性。相比于之前的量子隱寫(xiě)算法,新算法不僅保留了原有的隱蔽性和安全性,而且所嵌入的秘密信息的魯棒性,使得其很難被信道噪聲、壓縮編碼處理以及非法第三方的攻擊所損傷或去除。二是研究了一種改進(jìn)的最低有效位(LSB)量子音頻水印算法。針對(duì)目前空間域LSB算法導(dǎo)致的水印魯棒性低、安全性差的缺點(diǎn),通過(guò)基于多個(gè)低有效位的邏輯一致性關(guān)系進(jìn)行修改嵌入,分別對(duì)量子音頻中幅值的次最低有效位和最低有效位上進(jìn)行修改并聯(lián)系來(lái)提高水印的魯棒性和安全性。實(shí)驗(yàn)中計(jì)算所得出的波形圖和峰值信噪比值,分析相關(guān)保真度證明新算法具有良好的魯棒性、透明性和安全性。三是基于數(shù)字音頻量子表現(xiàn)(QRDA)模型,設(shè)計(jì)了一種基于一次一密的大容量量子音頻隱寫(xiě)算法。新算法借助量子音頻獨(dú)有的冗余時(shí)間點(diǎn)特性,通過(guò)對(duì)量子音頻幅值冗余時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行操作,實(shí)現(xiàn)了增大秘密信息容量,減少輔助信息長(zhǎng)度,一次一密信息傳輸和對(duì)秘密信息的恢復(fù)與竄改定位。更重要的是,利用量子邏輯門(mén)根據(jù)所提算法設(shè)計(jì)了秘密信息嵌入和提取線路。
【圖文】：

ＣＡ＾０７，｜ｌ0）邋＝邋｜ｌｌ）邋，邋Ｃ＾0ｒ｜ｌｌ）邋＝邋｜ｌ0）邐（２－１２）逡逑其中，第一個(gè)量子比特是控制位；第二個(gè)量子比特是目標(biāo)位�？刂品情T(mén)可以用如圖２－２逡逑表示。ｄ和５分別代表控制位和目標(biāo)位�？刂品情T(mén)矩陣形式是：逡逑＂１邋０邋０邋０＂逡逑０邋１０邋０逡逑ＣＮＯＴ＝邐（２－１３）逡逑０邋０邋０邋１逡逑＾０邋０邋１邋０ｙ逡逑Ｍ）邐１邐Ｍ）逡逑｜５〉邐－４邐｜邋—邋４逡逑圖２－２控制非門(mén)（ＣＮＯＴ門(mén)）逡逑類(lèi)似于控制非門(mén)，可以定義０控制非門(mén)（ＯＣＮＯＴ門(mén)）。這里，當(dāng)且僅當(dāng)控制位處在態(tài)逡逑｜0＞時(shí)，，將目標(biāo)位將翻轉(zhuǎn)，即逡逑ｏｃ＾ｖｏｒ｜ｏｏ）邋＝邋｜ｏｉ），邋ｏＣＮ0ｒ｜ｏｉ）＝｜00｝逡逑１０逡逑

ＯＣｉＶ0ｒ｜ｌＯ〉＝邋｜ｌＯ〉，０ＣＭ９７｜ｌｌ〉＝｜ｌｌ〉邐（２－１４）逡逑０控制非門(mén)可以用圖２－３（ａ）所示�？刂莆挥每招男A圈表示。ＯＣＮＯＴ門(mén)可以由一個(gè)ＣＮＯＴ逡逑門(mén)和兩個(gè)ＮＯＴ門(mén)進(jìn)行表示，如圖２－３（ｂ）所示。如果轉(zhuǎn)化為矩陣進(jìn)行表示，則可以通過(guò)逡逑非門(mén)、控制非門(mén)和非門(mén)三個(gè)非門(mén)矩陣進(jìn)行相乘得到０ＣＮＯＴ門(mén)的矩陣形式。值得注意的逡逑是，在這了邋ＮＯＴ操作涉及的是兩個(gè)量子比特的操作，所以ＮＯＴ操作應(yīng)該表示成如圖逡逑２－３（ｃ）所示。其矩陣形式為逡逑「０邋０邋１邋（Ｔ逡逑（０邋0邋（＼邋０＾邋０邋０邋０邋１逡逑ＮＯＴ邋＝邋ｃｒ邋＜Ｅ＞邋／邋＝邐？邐＝邐（２－１５）逡逑ｘ邋（ｌ邋ｏｊ邋１＾０邋＼）邐１０邐０邋０逡逑ｖ０邋１邋０邋ｏｙ逡逑因此ＯＣＮＯ丁門(mén)的矩陣可以表示為逡逑ｒ０邋１邋０邋ｏ＇逡逑１０邋０邋０逡逑ＯＣＮＯＴ＝ＫＯＴ邋ＣＮＯＴ邋ＮＯＴ邋＝邐（２－１６）逡逑０邋０邋１０逡逑ｖ０邋０邋０邋１＾逡逑ＮＯＴ邐ＮＯＴ逡逑＾Ｔ＼邐－邋Ｔｘ．邐；邐ｉ邋；邋．ｔ邋ｊ邋？逡逑Ｗ邐Ｗ邋；邐逡逑Ｉ邋｜邋！邐｜邐ｊ逡逑ｊ邐ｊ逡逑ＣＮＯＴ逡逑（ａ）邐（ｂ）邐（ｃ）逡逑圖２－３邋０控制非門(mén)（ＯＣＮＯＴ門(mén)）逡逑另外一個(gè)重要的兩量子比特門(mén)是交換門(mén)（ＳＷＡＰ門(mén)），交換門(mén)可以將兩個(gè)輸入態(tài)進(jìn)行逡逑相互交換。交換門(mén)如圖２４（ａ）所示，也可以用３個(gè)控制非門(mén)實(shí)現(xiàn)，如圖２－４（ｂ）所示。逡逑０＃－逡逑一逡逑＝逡逑！邐！邋ｉ逡逑－＾ 邐邋—０￣￣＃￣￣＾逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑圖２－４交換門(mén)（ＳＷＡＰ門(mén)）逡逑因此，交換門(mén)的矩陣表
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O413;TN918

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王寧;林崧;;基于最低有效位的量子圖像水印[J];量子電子學(xué)報(bào);2015年03期

2 曾貴華,馬文平,王新梅,諸鴻文;基于量子密碼的簽名方案[J];電子學(xué)報(bào);2001年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 魏戰(zhàn)紅;量子隱寫(xiě)及量子水印協(xié)議的設(shè)計(jì)與分析[D];北京郵電大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2608377