隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及大數(shù)據(jù)的普及,人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸大量信息。由于互聯(lián)網(wǎng)的開放性,信息在傳輸過程中面臨著安全性的問題,這些信息往往涉及到個人隱私等敏感信息,信息在傳輸和存儲過程中的安全性需要得到保證。目前圖像信息已成為網(wǎng)絡(luò)中最常見的信息,在多種領(lǐng)域得到大量應(yīng)用,在多媒體信息扮演了極其重要的角色,人們對圖像的安全給予了廣泛關(guān)注。目前保護(hù)圖像安全的方法主要為圖像加密,圖像加密可以保證圖像在傳輸和存儲過程中的安全性,提出加密效果良好,安全高效的圖像加密方法極大地促進(jìn)了信息安全領(lǐng)域的發(fā)展。近幾年量子信息學(xué)發(fā)展迅猛,傳統(tǒng)處理圖像的方法已不能滿足需求,處理方式已從經(jīng)典領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到量子領(lǐng)域。由于量子計算具有諸多特性,如并行和疊加等,在效率和安全方面基于量子理論的圖像處理方法具有的優(yōu)勢顯著。自2013年起,量子圖像加密得到快速發(fā)展,量子圖像處理漸漸得到了人們的關(guān)注。本文分別提出了兩種加密方法,分別使用不同的混沌映射進(jìn)行量子圖像加密,最后對加密算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)和效果分析。主要加密思想與創(chuàng)新點(diǎn)為以下幾個方面:提出一種基于Logistic混沌映射的量子圖像加密算法,算法的重點(diǎn)在于圖像像素點(diǎn)的空間位置置亂,由于混沌映射非周期性強(qiáng),能夠有效解決圖像置亂的周期性問題,提高了置亂效果,隨后根據(jù)Logistic混沌映射產(chǎn)生的隨機(jī)序列進(jìn)行圖像紅綠藍(lán)三基色互換操作,加密效果得到了提高,而且混沌映射的密鑰空間大,增強(qiáng)了抵御暴力破解攻擊的能力,通過仿真實(shí)驗(yàn)和對加密指標(biāo)進(jìn)行分析可以確定該算法具有有效性和可行性;提出了一種基于混沌映射和DNA編碼的量子圖像加密算法,算法采用Lorenz混沌映射選擇DNA編碼方式和產(chǎn)生自然DNA矩陣,在選擇DNA運(yùn)算方面,混沌映射的不可預(yù)測性極大增強(qiáng)了加密算法的加密效果,使得加密算法的安全性得到了顯著提高,增大了破解難度,最后根據(jù)兩種加密算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,總結(jié)算法的加密的特點(diǎn)并對優(yōu)勢進(jìn)行分析,結(jié)果顯示混沌映射迭代速度快,加密效率高,密鑰空間大加密效果好,在加密效率和安全性方面,本文提出的兩種圖像加密算法均優(yōu)于經(jīng)典圖像加密算法。
【學(xué)位單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP309.7;O413
【部分圖文】：

圖２－１邋ＤＮＡ分子平面和雙螺旋結(jié)構(gòu)圖逡逑、０、Ｎ、Ｐ五種元素組成，其序列包含不。在脫氧核糖核酸中，起配對作用的部分嘌呤（Ｇｕａｎｉｎｅ）、胞嘧陡（Ｃｙｔｏｓｉｎｅ）和胸腺定的互補(bǔ)配對關(guān)系，ＤＮＡ計算的原理依靠配對的規(guī)則十分簡單，但是其排列方式可以種多樣，所以基于ＤＮＡ的密碼技術(shù)安全性是以ＤＮＡ序列作為信息編碼的載體，ＤＮＡ礎(chǔ)［７４］，根據(jù)其堿基配對規(guī)則以及雙螺旋結(jié)中堿基對序列的方式，通過相關(guān)的生物實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)加密。可以利用現(xiàn)代分子息提取出來。逡逑著ＤＮＡ計算理論的發(fā)展而產(chǎn)生的新的研究

量子態(tài)隨時間么正演化的過程或稱為酉演化，量Ａｙｙ）邋＝邋Ｈ＼ｙｙ）ｉｌｔｏｎ算子，根據(jù)量子力學(xué)理論，量子態(tài)在希爾伯進(jìn)行變換的算符應(yīng)為幺正算符，即時間演化算子［８１］：逡逑ＵＵ＋＝Ｕ＋Ｕ邋＝邋Ｉ置，／為恒等算符。在幺正演化下，量子態(tài)的內(nèi)積可以保證量子計算中的操作是可逆的，對量子態(tài)力學(xué)所決定的，么正變換的可逆性如公式２－２１所郇邋Ｈ／⑷〉Ｕ｝＼ｆ｛ａ））邋＝邋＼ａ）逡逑變其位置，仍保持歸一化狀態(tài)。量子態(tài)經(jīng)算符

／＜逡逑圖３－１邋Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射分叉圖逡逑由圖３－１可知，圖中的大片陰影區(qū)域就是混沌發(fā)生的區(qū)域，此時Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射處在逡逑不穩(wěn)定的混沌吸引域中，可以說明在陰影區(qū)域里，由Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射迭代產(chǎn)生的序列為混逡逑沌序列，其具有混沌運(yùn)動的全部特性，其中包括內(nèi)在隨機(jī)性、分形和分叉等特性。逡逑３．１．２邋Ｃｈｅｎ超混沌映射逡逑Ｃｈｅｎ超混沌映射［８７］的定義為：逡逑ｘ邋＝邋ａ｛ｙ邋—邋ｘ）逡逑ｖ邋＝邋－ｘｚ邋－￥ｄｘ－￥ｃｙ邋—邋ｑ逡逑Ｌ邐（３－２）逡逑ｚ邋二；ｑｙ邋—逡逑ｑ邋＝邋ｘ－＼－ｋ逡逑其中，ａ、Ｋ邋ｃ、Ａ邋Ａ代表系統(tǒng)參數(shù)。特別地，當(dāng)參數(shù)＝邋３６，６邋＝邋３，邋ｃ邋＝邋２８，邐１６且逡逑—０．７＜左＜０．７，此時Ｃｈｅｎ映射呈現(xiàn)出超混沌狀態(tài)，此時的混沌映射具有至少兩個混沌逡逑吸引子，通過給定大于０的初始值ｘ，＿ｙ，ｚ，邋ｇ，用龍格庫塔法可以迭代出四個隨機(jī)性良好的逡逑混沌序列。逡逑３．２量子圖像編碼和量子態(tài)的幺正演化逡逑３．２．１量子圖像編碼逡逑為了降低使用的量子比特數(shù)以提高存儲效率，本研宄擬使用一種更加簡潔、靈活的逡逑表不方式，即邋ＦＲＱＣＩ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ邋Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｑｕａｎｔｕｍ邋Ｃｏｌｏｒ邋Ｉｍａｇｅｓ）。２０１６邋年李盼池逡逑等人提出了一種新的彩色圖像量子描述方法［３４］

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本文編號：2812042