論文の概要: Quantum Gatekeeper: Multi-Factor Context-Bound Image Steganography with VQC Based Key Derivation on Quantum Hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.26413v1
• Date: Wed, 29 Apr 2026 08:25:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-30 15:59:36.311946
• Title: Quantum Gatekeeper: Multi-Factor Context-Bound Image Steganography with VQC Based Key Derivation on Quantum Hardware
• Title（参考訳）: 量子ゲートキーパー:VQCに基づく量子ハードウェア上のキー導出を用いた多要素コンテキスト境界画像ステガノグラフィ
• Authors: Sahil Tomar, Sandeep Kumar,
• Abstract要約: 量子ゲートキーパー(Quantum Gatekeeper)は、コンテキスト境界の画像ステガノグラフィーフレームワークである。 有効なペイロード回復は、暗号復号化と正確な抽出経路の再構築の両方に依存する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8094005008606335
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: This paper presents Quantum Gatekeeper, a context-bound image steganography framework where successful payload recovery depends on both cryptographic decryption and the reconstruction of a precise extraction path. The system integrates lossless least significant bit (LSB) embedding with a deterministic variational quantum circuit (VQC)-derived gate key, multi-factor contextual binding, and authenticated encryption. Payload extraction is contingent upon four requisite factors: a password, a shared secret, a user-supplied context string, and a reference image signature. Any deviation in these factors causes the system to read from an incorrect pixel sequence or fail authentication, resulting in silent rejection rather than partial disclosure. The proposed method derives a gatecontrolled extraction key from a seed-conditioned variational circuit, with parameters generated via cryptographic hash expansion and context-dependent image features. To ensure encode/decode consistency, the cryptographic key path is generated via exact statevector simulation; concurrently, IBM superconducting quantum hardware is utilized to evaluate the statistical behavior of the circuit family under physical noise. We introduce a dual-region image layout to resolve the nonce bootstrapping dependency, separating header recovery from payload recovery through independently derived keys. Experimental results confirm successful end-to-end message embedding and recovery on PNG images, demonstrating deterministic success under correct conditions and failure otherwise. The framework supports both text and image payloads; in the image-in-image configuration, a secret image is resized to a fixed resolution prior to embedding, enabling exact pixel-level recovery under correct contextual reconstruction.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,暗号復号化と正確な抽出経路の再構築の両方でペイロード回収を成功させる,コンテキストバウンド画像ステガノグラフィーフレームワークであるQuantum Gatekeeperを提案する。 このシステムは、ロスレス最小有意ビット(LSB)埋め込みを、決定論的変動量子回路(VQC)由来のゲートキー、多要素コンテキストバインディング、認証暗号化と統合する。 ペイロード抽出は、パスワード、共有シークレット、ユーザが提供するコンテキスト文字列、参照イメージシグネチャの4つの必須要素に基づいて行われる。 これらの因子の偏差は、システムが誤ったピクセルシーケンスから読み取るか、認証に失敗する原因となり、部分的な開示よりもサイレントな拒絶を引き起こす。 提案手法は,シード条件付き変動回路からゲート制御された抽出キーを導出し,暗号ハッシュ展開とコンテキスト依存の画像特徴によりパラメータを生成する。 エンコード/デコード一貫性を確保するため、暗号鍵パスは正確なステートベクターシミュレーションによって生成され、同時にIBM超伝導量子ハードウェアを用いて物理ノイズ下での回路ファミリーの統計的挙動を評価する。 本稿では、ノードのブートストラップ依存性を解決するために、二重領域画像レイアウトを導入し、ヘッダリカバリとペイロードリカバリを独立に導出したキーで分離する。 実験の結果,PNG画像へのエンドツーエンドのメッセージ埋め込みとリカバリが成功し,適切な条件下での確定的成功と失敗が確認できた。 このフレームワークはテキストと画像のペイロードの両方をサポートし、イメージ・イン・イメージの構成では、秘密画像は埋め込みの前に固定解像度にリサイズされ、正確なコンテキスト再構成の下でピクセルレベルの正確なリカバリを可能にする。

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