量子安全通信中的量子信息隐藏协议分析与设计

摘要

量子通信以物理规律为基础，理论上具有无条件安全性。与经典信息科学相比，量子信息隐藏能够保证传输不可以被克隆，并具有非局域性。量子隐写作为信息隐藏的一个分支，主要可分为两个类别:第一种就是通过单粒子或多粒子量子载体运用量子秘密通信特征进行量子隐写。第二种是运用多媒体的量子表示来使量子载体具体化，从而实现量子隐写。本文探讨和研究内容如下: (1)基于双向量子安全通信协议，提出了一种抗噪双向的量子秘密隐写协议。通过引入双向量子远程制备实现双向隐写，可以高效地同时实现正常量子信息通信和量子秘密信息通信。最后对新协议进行性能分析，并在噪声信道条件下详细分析了量子秘密信息的保真度并给出相应的抵御噪声影响的方法，充分证明了本协议不仅能够有效抵御噪声的影响，同时还能实现较大的秘密信息容量，良好的隐蔽性及很好的安全性。 (2)提出了一种新型的受控量子图像表示法(CFRQI)，并基于CFRQI提出一种新颖的安全受控量子隐写算法。该算法使得发送方不仅可以控制接收方是否能收到正确的图像信息，还可以保证秘密信息安全的被正确的接收方所接收。相比于以往的量子隐写算法，新算法的控制传输过程相当于增加了一次身份认证，只有通过身份认证的接收方可以得到正确的秘密信息。此外，提取秘密信息的过程无需密钥，属于盲提取。设计出的量子线路和仿真实验有效证明了本算法具有更好的隐蔽性，安全性和可应用性。 (3)基于量子视频表示法(MCQI)，提出一种大容量的可传递秘密视频的量子视频隐写协议。该协议将秘密量子视频信息嵌入到载体量子视频中，不仅开拓了一种新的隐蔽通信形式——秘密信息是量子视频，而且极大地扩展了秘密信息的传输容量。最后的仿真实验证明新协议不仅具有良好的隐蔽性，同时其安全性和容量也有很大扩展。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1课题研究的背景和意义

1．2国内外研究现状

1．3论文主要工作和篇章结构

第二章量子算法基础

2．1量子计算基础

2．2量子多媒体表示

2．3量子噪声

第三章一种抗噪声的大容量双向量子隐写协议设计

3．1引言

3．2一种抗噪声的大容量双向量子隐写协议

3．3量子噪音的影响和评估

3．4性能分析

3．5本章小结

第四章一种受控加密量子图像隐写算法设计

4．1引言

4．2一种新型受控量子图像表示法

4．3安全受控量子图像隐写算法

4．4性能分析

4．5本章小结

第五章一种大容量的可传递秘密视频的量子视频隐写协议设计

5．1引言

5．2一种大容量的可传递秘密视频的量子视频隐写协议

5．3性能分析

5．4本章小结

第六章总结与展望

6．1本文研究工作的总结

6．2研究工作展望

参考文献

作者简介

致谢