Quantum image encryption algorithm via optimized quantum circuit and parity bit-plane permutation

算法 加密 受控非门 量子计算机 量子算法 计算机科学 量子位元 排列(音乐) 理论计算机科学 数学 量子 量子门 计算机网络 物理 量子力学 声学
作者
Jinwen He,Hegui Zhu,Xin Zhou
出处
期刊:Journal of information security and applications [Elsevier]
卷期号:81: 103698-103698
标识
DOI:10.1016/j.jisa.2024.103698
摘要

Quantum image encryption technology employs the unique features of superposition, entanglement, and quantum state instability, offering advantages like high efficiency, parallelism, and robust resistance to decryption attempts. In this work, we propose a quantum image encryption algorithm via an optimized quantum circuit and parity bit-plane permutation named OCPBP. Our research commences with applying an optimization algorithm to BRQI image preparation. This optimization significantly reduces the number of auxiliary qubits from n+3 to 2 in the preparation of (n+5)-CNOT gate preparation. This reduction makes a significant simplification of the complexity and memory space required for BRQI image preparation. Moreover, we introduce an innovative operation based on parity pixel bit-planes for permutation, which provides a fresh perspective on quantum image encryption based on the BRQI model. Furthermore, we generate quantum key images for XOR operations using the improved logistic map, effectively tackling the challenge of non-random keys that can be a concern in conventional BRQI encryption techniques. We also perform a row-column-based permutation operation to enhance the algorithm’s resilience against potential attacks. Through extensive theoretical analysis and comparative experiments, we confirm the heightened security and reduced complexity of the proposed OCPBP algorithm compared to BRQI-based and chaotic image encryption methods. It holds significant promise for improving quantum image communication and application.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
愤怒的网络完成签到,获得积分10
2秒前
复杂函发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
8秒前
9秒前
11秒前
11秒前
秀丽香露发布了新的文献求助10
13秒前
Clara发布了新的文献求助10
13秒前
苏苏完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
wanci应助剥橘子高手采纳,获得30
15秒前
17秒前
韧迹发布了新的文献求助10
18秒前
禾禾发布了新的文献求助10
19秒前
复杂函完成签到,获得积分10
24秒前
2799完成签到,获得积分10
29秒前
王茹梦发布了新的文献求助10
30秒前
禾禾完成签到,获得积分20
30秒前
姬如雪儿完成签到 ,获得积分10
30秒前
可乐完成签到,获得积分10
31秒前
35秒前
39秒前
41秒前
43秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
44秒前
CodeCraft应助禾禾采纳,获得10
47秒前
Zzy完成签到 ,获得积分10
49秒前
53秒前
yumi关注了科研通微信公众号
55秒前
58秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
yufanhui应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
小准应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Pressing the Fight: Print, Propaganda, and the Cold War 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2471257
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2137961
关于积分的说明 5447789
捐赠科研通 1861848
什么是DOI,文献DOI怎么找? 925987
版权声明 562740
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495302