一种基于量子Baker映射和正弦混沌化模型的图像加密方法与流程

技术特征：
1.一种基于量子baker映射和正弦混沌化模型的图像加密方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：s1、将待加密的图像进行量子图像表示；s2、采用量子baker变换对量子表示图像进行像素值的置乱；s3、采用正弦混沌化模型产生混沌序列；s4、将混沌序列与置乱图像按位异或得到最终的加密图像。2.根据权利要求1所述的一种基于量子baker映射和正弦混沌化模型的图像加密方法，其特征在于：在步骤s1中，将待加密的图像进行量子图像表示，利用neqr模型将大小为2
n
×2n
的待加密图像表示成对应的归一化量子态|i>；其中(y,x)表示量子图像中的像素位置，i(y,x)表示在位置(y,x)处的图像灰度值，且i
yx
∈{0,1}。3.根据权利要求2所述的一种基于量子baker映射和正弦混沌化模型的图像加密方法，其特征在于：在步骤s2中，采用量子baker变换(quantum baker transform，qbt)对量子表示图像|i>进行像素值的置乱，置乱后的量子图像|r>为：其中r(y,x)表示置乱图像在位置(y,x)处的像素值。4.根据权利要求3所述的一种基于量子baker映射和正弦混沌化模型的图像加密方法，其特征在于：在步骤s3中，采用正弦混沌化模型产生混沌序列，使产生的序列在[0,1]之间随机分布；采用如下的正弦混沌化模型产生与图像|r>大小相同的混沌序列，d
k 1
＝sin(πμd
k
(1-d
k
))其中d
k
∈(0,1)为初始值，当控制参数μ处于(0, ∞)时，产生的序列为伪随机序列s；其中，参数μ设定为2.987，d0按如下式设置：其中i(y,x)表示(y,x)位置处的像素灰度值。5.根据权利要求4所述的一种基于量子baker映射和正弦混沌化模型的图像加密方法，其特征在于：在步骤s4中，将混沌序列s与置乱图像按位异或得到最终的加密图像，首先将混沌序列s的值按下式转换成0-255之间s＝floor(s
×
10
15
)mod256其中floor代表向下取整操作，mod表示取模数；最终的加密图像|c>可由伪随机序列s和置乱图像|r>做xor操作得到：
其中|e(y,x)>表示密文图像中(y,x)处的像素值，表示对应像素值的二进制数值，e
yx
∈{0,1}。6.根据权利要求3所述的一种基于量子baker映射和正弦混沌化模型的图像加密方法，其特征在于：其中，baker映射的置乱次数为22，分块参数设置为64，64，128。

技术总结
本发明涉及一种基于量子Baker映射和正弦混沌化模型的图像加密方法，属于量子计算及图像信息处理技术领域。该方法包括以下步骤：S1、将待加密的图像进行量子图像表示；S2、采用量子Baker变换(Quantum Baker transform，QBT)对量子表示图像进行像素值的置乱；S3、采用正弦混沌化模型产生混沌序列；S4、将混沌序列与置乱图像按位异或得到最终的加密图像。本方法同现有技术相比，实现了量子Baker映射的像素位置置乱和正弦混沌模型的XOR操作，能够显著提高加密系统的密钥空间，保证图像的安全存储和传输，相较于传统图像加密，本方法降低了算法复杂度，提升了加密性能。提升了加密性能。提升了加密性能。


技术研发人员：刘兴斌 邹李凌云 谢欣洋 周玉国
受保护的技术使用者：西南大学
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/3/7