基於量子圖像表示與變換理論的圖像加密算法研究

《基於量子圖像表示與變換理論的圖像加密算法研究》是依託南昌大學，由周南潤擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於量子圖像表示與變換理論的圖像加密算法研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：周南潤
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

針對經典圖像加密算法處理速度慢和現有量子圖像加密算法安全性分析的不足，本項目擬結合經典圖像的表示方法，研究量子圖像的有效表示以及經典圖像到量子圖像的最佳轉換方法。從密碼學和資訊理論的角度，致力於研究並構建量子圖像加密安全性分析和複雜性評價的資訊理論模型，為量子圖像加密系統的實現提供安全性判據。在構建的資訊理論安全性模型框架下，充分利用量子信息的特點和優點，對典型的量子圖像加密算法進行深入分析，基於量子圖像關聯分解、量子Arnold變換、幾何變換和Hadamard變換等量子圖像表示與變換理論設計一系列安全高效的圖像加密新算法，並通過嚴格的理論分析和實驗仿真等手段確保算法具有經典和量子資訊理論安全性以及超越經典圖像加密系統的良好性能。量子圖像在軍事通信中具有重要的套用，本項目的實施將完善和充實量子圖像加密的理論和技術，為敏感量子圖像信息保護提供有效的新機制，並使量子圖像加密技術的研究獲得實質性進展。

結題摘要

針對經典圖像加密算法處理速度慢和現有量子圖像加密算法安全性分析的不足，本項目結合經典圖像的表示方法，研究了量子圖像的有效表示以及經典圖像到量子圖像的最佳轉換方法並設計了一系列安全高效的經典圖像加密算法和量子圖像加密算法。圍繞研究內容和研究目標，課題組積極開展研究工作，充分利用量子信息的特點和優點，對典型的量子圖像加密算法進行了深入分析。基於量子Arnold變換、交叉交換操作、廣義仿射變換、量子異或操作、量子Fourier變換和量子離散餘弦變換等量子圖像表示與變換理論設計了一系列安全高效的圖像加密或圖像壓縮加密新算法，並通過嚴格的理論分析和實驗仿真等手段確保算法具有經典和量子資訊理論安全性以及超越經典圖像加密系統的良好性能。本項目共發表學術論文24篇，其中SCI收錄期刊論文23篇，邀稿論文1篇；申請國家發明專利6項，其中授權5項；會議報告2次；培養博士、碩士研究生19人，其中畢業博士生1人，畢業碩士生12人；1篇學位論文評為2017年江西省優秀碩士學位論文，1篇論文被評為2018年南昌大學優秀畢業論文。本項目完善和充實了量子圖像加密的理論和技術，為敏感量子圖像信息保護提供了有效的新機制，對未來量子圖像加密的研究提供有益參考。