一种融合图像加密的量子密钥分发系统、方法、存储装置及智能终端制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种融合图像加密的量子密钥分发方法，该方法首先将数据传输双方进行量子密钥分发，同步生成量子密钥比特序列；从数据传输双方的密钥池获取2个256位的量子密钥比特序列k和k`，分别利用公式生成Logistic映射的初始值x0，y0；生成混沌序列{x

【技术实现步骤摘要】
一种融合图像加密的量子密钥分发系统、方法、存储装置及智能终端


[0001]本专利技术涉及数据通信与量子密钥领域，具体涉及一种融合图像加密的量子密钥分发系统、方法、存储装置及智能终端。

技术介绍

[0002]网络数据信息保护是网络传输安全的关键。在网络传输中，采用加密算法能够确保数据的保密性，防止用户的数据被窃取或泄露；保证数据的完整性，防止用户传输的数据被篡改；通信双方的身份确认，可以确保数据来源于合法的用户。
[0003]在通讯双方进行数据传输时，确定采用的加密算法，在数据发送前通过密钥对传输的数据按算法进行处理，生成密文，通过信道传输发送，接收方接收到加密后的密文后，利用密钥对密文解密，从而获取数据信息。
[0004]随着科技的发展，云计算、大数据、量子计算的兴起，计算机的计算能力不断提升；对于原本需要耗费数十万年才能破解的密码，被缩短至几天甚至几个小时内完成。单纯依靠加密算法对数据进行加密传输，无法确保数据的安全性。
[0005]因此，需要对现有技术进行改进提出一种安全性更高的融合图像加密的量子密钥分发方法。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，提出了一种安全性更高的融合图像加密的量子密钥分发方法、存储装置及智能终端。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0008]一种融合图像加密的量子密钥分发系统，包括通过电信号依此连接的QKD设备、密钥池、初始模块、混沌序列生成模块、映射模块、图像混沌置乱加密模块和图像扩散加密模块，其中：
[0009]所述QKD设备用于生成量子密钥比特序列并发送到密钥池；
[0010]所述密钥池用于存储所述量子密钥比特序列；
[0011]所述初始模块从数据传输双方的密钥池获取2个256位的量子密钥比特序列k和k`，分别利用公式和生成Logistic映射的初始值x0，y0；
[0012]所述混沌序列生成模块通过在随机获取的μ、λ1、λ2、γ取值下生成混沌序列{x
i
}和{y
j
}；
[0013]所述映射模块将生成的混沌序列利用公式将混
沌值从x
i
∈(0，1)，y
j
∈(0，1)的浮点数，映射到x
i
∈[1，M]，y
j
∈[1，N]；
[0014]所述图像混沌置乱加密模块利用得到的混沌序列{x
i
}和{y
j
}对图像混沌置乱加密；
[0015]所述图像扩散加密模块利用x
i
，y
j
的坐标关系对图像进行扩散加密。
[0016]一种融合图像加密的量子密钥分发方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一：数据传输双方通过量子密钥分发协议，进行量子密钥分发，同步生成量子密钥比特序列，生成的量子密钥比特序列保存至数据传输双方的密钥池中；
[0018]步骤二：从数据传输双方的密钥池获取2个256位的量子密钥比特序列k和k`，分别利用公式和生成Logistic映射的初始值x0，y0；
[0019]步骤三：通过在随机获取的μ、λ1、λ2、γ取值下生成混沌序列{x
i
}和{y
j
}；
[0020]步骤四：把步骤三生成的混沌序列利用公式将混沌值从x
i
∈(0，1)，y
j
∈(0，1)的浮点数，映射到x
i
∈[1，M]，y
j
∈[1，N]；
[0021]步骤五：利用得到的混沌序列x
i
，y
j
对图像混沌置乱加密；
[0022]步骤六：利用x
i
，y
j
坐标关系对图像进行扩散加密；
[0023]步骤七：持续生成量子密钥，每次加密后将步骤三产生的随机参数μ、λ1、λ2、γ导入量子密钥对其进行更新，将数据图像与更新后的量子密钥发送至数据接收方并重复步骤一至步骤七的重复操作。
[0024]优选地，所述量子密钥分发协议采用BB84协议。
[0025]优选地，所述步骤二的数据传输双方通过量子链路获取量子密钥比特序列，作为二维Logistic映射的x0和y0的初始值。
[0026]优选地，所述量子密钥比特序列为k＝k1k2k3…
k
256
，在序列中每个k
i
值表示一个0或1的二进制比特。
[0027]优选地，在所述步骤三的置乱加密中，将每一个像素点(x
i
，y
j
)，通过混沌序列映射到像素点(x`
i
，y`
j
)后对图像进行置乱加密。
[0028]优选地，在所述置乱加密中，利用和和其中M，N分别表示图片的长和宽，将{x
i
}和{y
j
}序列依次映射到图片对应的长和宽所在的区间[1，M]和区间[1，N]。
[0029]一种存储装置，该存储装置中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适用于由处理器加载并执行上述融合图像加密的量子密钥分发方法的步骤操作。
[0030]一种智能终端，包括用于执行各指令的处理器和用于存储多条指令的存储装置，其特征在于，所述指令适用于由所述处理器加载并执行上述融合图像加密的量子密钥分发方法的步骤操作。
[0031]本专利技术有益的技术效果：
[0032]本方法有效地将量子密钥分发与二维logistic混沌映射融合图像加密，数据通信双方通过基于BB84协议进行量子密钥分发，充分利用了量子密钥分发的安全性，同时针对数字图像加密的特点，将量子密钥与二维logistic混沌序列结合生成加密图像。
[0033]本方法具有安全性高，密文相关性低，密钥敏感性强等特点。由于量子密钥分发持续地更新量子密钥，本方法可以实现基于图像加密的“一次一密”，融合了图像加密算法具有高度的安全性。
附图说明
[0034]图1是本专利技术一种融合图像加密的量子密钥分发系统的原理框图。
[0035]图2为本专利技术一种融合图像加密的量子密钥分发方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明，但本专利技术要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
[0037]多媒体网络图像具有数据量大，数据冗余度高，数据相关性强等特点，因此一般采用专门的图像加密算法进行加密。经典图像加密时缺少高度安全的密钥分发方法，将量子密钥分发与图像加密算法融合则可以提高网络中多媒体图像传输的安全性。
[0038]二维logistic混沌映射具有非周期的、不收敛的特性，并且对密钥初值敏感度高，这些特点非常适合与量子密钥分发机制相结合。因此，本节提出基于量子密钥和二维logistic映射图像加密本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合图像加密的量子密钥分发系统，其特征在于，包括通过电信号依此连接的QKD设备、密钥池、初始模块、混沌序列生成模块、映射模块、图像混沌置乱加密模块和图像扩散加密模块，其中：所述QKD设备用于生成量子密钥比特序列并发送到密钥池；所述密钥池用于存储所述量子密钥比特序列；所述初始模块从数据传输双方的密钥池获取2个256位的量子密钥比特序列k和k`，分别利用公式和生成Logistic映射的初始值x0,y0；所述混沌序列生成模块通过在随机获取的μ、λ1、λ2、γ取值下生成混沌序列{x
j
}和{y
j
}；所述映射模块将生成的混沌序列利用公式将混沌值从x
i
∈(0,1),y
j
∈(0,1)的浮点数，映射到x
i
∈[1,M]，y
j
∈[1,N]；所述图像混沌置乱加密模块利用得到的混沌序列{x
i
}和{y
j
}对图像混沌置乱加密；所述图像扩散加密模块利用x
i
，y
j
的坐标关系对图像进行扩散加密。2.一种融合图像加密的量子密钥分发方法，其特征在于，应用了如权利要求1所述的一种融合图像加密的量子密钥分发系统，该方法包括以下步骤：步骤一:数据传输双方通过量子密钥分发协议，进行量子密钥分发，同步生成量子密钥比特序列，生成的量子密钥比特序列保存到数据传输双方的密钥池中；步骤二:从数据传输双方的密钥池获取2个256位的量子密钥比特序列k和k`，分别利用公式和生成Logistic映射的初始值x0,y0；步骤三:通过在随机获取的μ、λ1、λ2、γ取值下生成混沌序列{x
i
}和{y
j
}；步骤四：把步骤三生成的混沌序列利用公式将混沌值从x
i
∈(0,1),y
j
∈(0,1)的浮点数，映射到x
i
∈[1,M]，y
j
∈[1,N]；步骤五：利用得到的混沌序列{x
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭邦红，邝绍文，胡敏，
申请(专利权)人：广东国腾量子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：