当今社会乃信息社会。信息作为一种战略资源,其安全性关系到国家安全和民族利益。因此,如何保证信息的安全,已成为国内外学者的重要研究课题。密码学是保障信息安全的核心技术,在现代通信中发挥重要的作用。然而,随着人类计算能力的飞速提高,特别是量子并行算法的提出,基于计算复杂性的经典密码协议的安全性受到了严峻挑战。在这个背景下国内外学者将目光投向了量子密码学。量子密码学是密码学与量子力学相结合的产物,其安全性由量子力学基本原理保证,与攻击者的计算能力无关,可以实现无条件的安全性。理论研究和实验结果表明,量子密码技术很可能成为下一代密码技术的重要力量。多媒体数据是目前被互联网应用最广泛的数据之一,如何在量子信息时代到来之时,保护它们的安全性,也将成为新时期的多媒体安全的前沿课题。本文针对如何使用量子密码来实现图像安全性保护,开展了以下方面的工作:(1)通过对Song等人[1]提出的动态的基于量子小波变换的量子图像水印方案的分析研究,我们发现该方案在水印嵌入阶段和水印提取阶段的关键操作中存在谬误。针对这些错误,本文给出了相应的改进方案。(2)针对传统散列函数的高度复杂性的缺点,本文提出了一种基于量子随机游走的哈希函数。我们证明了量子随机游走系统本身所特有的混沌特性,并以此构造了散列函数。随后,本文对该散列函数进行了敏感性测试、混乱测试和碰撞测试等测验,从而初步证明,本文所提出的量子哈希函数在一定程度上是可用的,它可以有效的抵抗统计攻击和蛮力攻击等攻击。(3)本文提出了基于量子哈希函数的随机数发生器方案,然后对构造的随机数发生器的输出进行了统计复杂性、非周期性和递归测试等随机性测试,这些测试均表明该发生器输出的随机数具有良好的随机性和不确定性。这证明了本文提出的量子哈希函数具有作为随机数发生器的潜力。随后,本文基于该随机数发生器提出了一个新型图像加密算法,并对该算法进行了仿真实现和性能比较。本文分别就直方图测试、相关性测试、明文敏感性分析和密钥敏感性等测验证明了该加密方案的安全性。