研究目的
提出一种基于量子Arnold变换和量子比特随机旋转的双量子图像加密算法，以增强安全性并降低计算复杂度。
研究成果
提出的双量子图像加密算法具有有效性，密钥空间大，对统计和噪声攻击具有良好的安全性，且与经典方法相比计算复杂度更低。未来的工作将重点提高直方图均匀性并扩展至彩色图像。
研究不足
密文图像的直方图分布不均匀，由于缺乏量子硬件，该方法目前仅在经典计算机上进行模拟；且未涉及彩色图像加密。
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基于Arnold变换和量子比特随机旋转的双量子图像加密
DOI：10.3390/e20110867
期刊：Entropy
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要：
量子图像加密在密钥空间、计算复杂度等方面相比经典方法具有显著优势。本文提出一种基于量子Arnold变换(QAT)与量子比特随机旋转的新型双量子图像加密方案：利用QAT实现像素位置置乱，通过量子比特随机旋转改变灰度信息。具体而言，在量子傅里叶变换(QFT)辅助下，分别在空域和频域独立执行一次量子比特随机旋转操作。该加密过程同时完成像素混淆与扩散，最终获得类噪声密文图像。数值仿真与理论分析验证了该方法的有效性，其在安全性与计算复杂度方面均展现出优越性能。
作者：
Xingbin Liu，Di Xiao，Cong Liu
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