[發(fā)明專利]一種基于量子離散余弦變換的量子水印認證方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310288164.4
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103366334A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊宇光;夏娟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F21/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于量子保密通信領(lǐng)域，涉及量子保密通信技術(shù)，尤其涉及一種基于量子離散余弦變換的量子水印認證方法。

背景技術(shù)

隨著信息時代的到來，人們的交流越來越便利，而需要交換的消息也與日俱增。與此同時，對于一些敏感消息，人們常常需要在傳輸之前對其進行加密，以防止被非法用戶讀取。由于被加密的密文通常不可讀，攻擊者可以檢測到它的存在，但是不能破解它。不同于密碼學(xué)，信息隱藏技術(shù)研究如何將秘密信息隱藏在公開信息中傳輸，目的是隱藏秘密信息的存在以阻止攻擊者檢測它。作為信息隱藏技術(shù)的一個分支，數(shù)字水印技術(shù)是將秘密信息以不可見或不可聽的方式隱藏在任何類型的多媒體數(shù)據(jù)諸如文本、軟件、圖像、視頻中，可以用于版權(quán)保護。

近年來，隨著量子技術(shù)的不斷發(fā)展，如何在量子計算機上實現(xiàn)圖像的版權(quán)保護引起了人們的關(guān)注。人們提出了各種各樣新穎的基于量子變換的水印協(xié)議。中國學(xué)者W.W.Zhang等[Zhang?W-W,Gao?F,Liu?B,Wen?Q-Y,Chen?H,A?watermark?strategy?for?quantum?images?based?on?quantum?fourier?transform.Quantum?Inf.Process.12(2),793–803(2013)]提出了一種基于量子傅立葉變換（Quantum?fourier?transform，簡記為QFT）的量子水印策略。但是經(jīng)過分析，該方案是錯誤的，設(shè)計違反了量子力學(xué)的基本原理[Y.-G.Yang,X.Jia,P.Xu,J.Tian,Analysis?and?improvement?of?the?watermark?strategy?for?quantum?images?based?on?quantum?Fourier?transform.Quantum?Inf.Process.12(8),2765-2769(2013)]。

縱觀數(shù)字水印相關(guān)文獻，由于離散傅里葉變換通常是復(fù)數(shù)域的運算，盡管有快速傅里葉變換可以提高運算速度，但在實際應(yīng)用中還有許多不便，因此在數(shù)字媒體的版權(quán)保護中應(yīng)用最廣泛的是實數(shù)域的實偶函數(shù)頻域變換，即離散余弦變換。但是為了進一步提高運算速度，需要研究更為高效的水印技術(shù)。有研究成果表明量子離散余弦變換（Quantum?Discrete?Cosine?Transform，簡記為QDCT）比經(jīng)典離散余弦變換的水印技術(shù)更高效。另外，目前的量子水印策略均是對灰度圖像的版權(quán)保護，還不能實現(xiàn)對彩色圖像的版權(quán)保護。因此研究基于QDCT的水印技術(shù)勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種基于QDCT的量子水印認證方法，旨在實現(xiàn)對彩色圖像版權(quán)的有效保護。

本發(fā)明所述方法包括兩個階段：（1）量子水印嵌入階段：對量子載體圖像進行QDCT，將量子水印嵌入QDCT之后的量子載體圖像，實施逆QDCT得到嵌入水印的量子圖像；（2）量子水印認證階段：對帶水印的量子圖像進行QDCT，去除量子水印，實施逆QDCT得到量子載體圖像。它提供了一種基于QDCT的量子水印認證方法。

一種基于量子離散余弦變換的量子水印認證方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，將量子水印嵌入量子載體圖像，方法如下：

（1）對量子載體彩色圖像施加QDCT操作；

（2）將水印嵌入經(jīng)過QDCT的量子載體彩色圖像；

（3）施加逆QDCT，得到帶水印的量子彩色圖像。

步驟二，進行量子水印認證，方法如下：

（1）對帶水印的量子彩色圖像施加QDCT操作；

（2）去除量子水印；

（3）施加逆QDCT，得到原始量子彩色圖像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：與基于經(jīng)典離散余弦變換的水印技術(shù)相比，本發(fā)明基于QDCT的水印策略，具有更高效、運算復(fù)雜度更低等特點。與目前僅涉及灰度圖像的量子水印策略相比，本發(fā)明實現(xiàn)了彩色圖像的量子水印策略，更能滿足實際的需求。

附圖說明

圖1為彩色圖像的量子態(tài)示意圖；

圖2為本發(fā)明所涉及方法的主流程圖；

圖3為仿真實驗中所用的載體圖像。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。

本發(fā)明的實現(xiàn)需要量子糾纏態(tài)的制備、量子態(tài)演化和量子態(tài)測量，因此需要糾纏光源、單量子比特門、受控非門以及量子測量設(shè)備。

一種基于量子離散余弦變換的量子水印認證方法，流程圖如圖2所示，包括以下步驟：