• ISSN 0258-2724
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基于混沌系统的量子彩色图像加密算法

张健 霍达

张健, 霍达. 基于混沌系统的量子彩色图像加密算法[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(2): 421-427. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170443
引用本文: 张健, 霍达. 基于混沌系统的量子彩色图像加密算法[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(2): 421-427. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170443
ZHANG Jian, HUO Da. Quantum Colour Image Encryption Algorithm Based on Chaotic Systems[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(2): 421-427. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170443
Citation: ZHANG Jian, HUO Da. Quantum Colour Image Encryption Algorithm Based on Chaotic Systems[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(2): 421-427. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170443

基于混沌系统的量子彩色图像加密算法

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170443
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2572017CB35);哈尔滨市科技创新人才研究专项资金资助项目(2017RAQXJ098)
详细信息
    作者简介:

    张健(1980—),男,副教授,博士,研究方向为信息安全,电话:13796626554,E-mail:zhangjianok00@163.com

  • 中图分类号: TP 391.41

Quantum Colour Image Encryption Algorithm Based on Chaotic Systems

  • 摘要: 为了提高图像安全性,将混沌系统引入到量子图像加密领域. 首先通过Chen混沌将图像按位异或;然后将彩色图像表示为量子的叠加态,通过Logistic混沌序列产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再次产生一个混沌序列对每个像素的红绿蓝三基色进行随机互换,达到对量子图像加密的目的;最后,在经典计算机上进行了模拟实验,结果表明加密后图像直方图更为平滑,像素平均分布在0~255范围内,图像相邻像素相关性低,加密图像红绿蓝像素相关系数平均值分别为0.001 6、0.001 7和0.003 8,并且密钥敏感性高,能有效抵抗穷举攻击和统计攻击,算法具有良好的有效性和可行性.

     

  • 图 1  原图像与加密图像

    Figure 1.  Original images and corresponding encrypted images

    图 2  密钥敏感性测试

    Figure 2.  Key sensitivity test

    图 3  灰度直方图

    Figure 3.  Histograms of Lena’s image

    表  1  Lena图像的相关系数

    Table  1.   Values of correlation coefficients for Lena’s image

    图像水平方向垂直方向对角方向
    RGBRGBRGB
    Lena0.969 50.981 00.940 50.942 80.945 20.894 10.917 90.923 10.852 3
    加密后图像–0.001 50.000 20.002 9–0.003 20.001 0–0.001 20.000 30.003 90.007 4
    文献[8]–0.020 20.005 8–0.001 3–0.001 2–0.010 80.000 3–0.000 60.011 90.008 9
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    表  2  NPCR像素改变率

    Table  2.   Number pixels change rate values of images obtained before and after performing encryption

    图像NPCR
    Lean原图像与加密图像0.995 9
    Peppers原图像与加密图像0.996 2
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-06
  • 修回日期:  2018-01-15
  • 网络出版日期:  2019-01-14
  • 刊出日期:  2019-04-01

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