基于DNA编码和混沌的多图像加密方法
专利汇可以提供基于DNA编码和混沌的多图像加密方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于DNA编码和混沌的多图像加密方法，属于信息加密领域。 大数据 时代产生的海量数字图像，既要保证图像内容的安全性，又要有较高的加密效率。多图像加密作为一种新的多媒体安全技术，具有高效的特征。目前的一些多图像加密方法加密效率低，安全性弱，解密图像存在明显失真，难以令人满意。本 发明 将多幅原始图像编码成对应的DNA序列矩阵。利用混沌序列置乱DNA序列矩阵，并对置乱结果进行DNA序列的扩散操作。通过DNA解码操作得到加密图像。主要创新内容为：提出了一种基于DNA编码和混沌的多图像加密方法。实验结果表明：该方法具有优秀的加密效果且安全性高，适用于实际的图像加密应用中。，下面是基于DNA编码和混沌的多图像加密方法专利的具体信息内容。
1.基于DNA编码和混沌的多图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：令k幅m×n大小的交互图像I1, I2, …, Ik组合成的一幅大图像为Ib，计算分段线性混沌映射（Piecewise Linear Chaotic Map，PWLCM）的初始值x0, y0和控制参数p1, p2；
步骤2：利用x0, y0, p1, p2和PWLCM映射，产生两个混沌序列X4kmn={xi}和Ymn={yi}；
步骤3：基于Ymn计算得Y'mn={y'i}，y'i由公式（1）计算可得，
y'i =mod(floor(yi×1015), 256)， （1）其中，floor(·)表示向下取整函数；按照元素位置，依次将Y'mn转化为混沌图像Cmn；
步骤4：对Cmn和Ib进行DNA编码，得到对应的DNA序列矩阵CD和ID，ID可转化为一个DNA序列S1；
步骤5：对X4kmn按升序排列，具体为：
(X', lX)=sort(X4kmn)， （2）其中，sort(·)为排序函数，X'为新生产序列，lX为X'的索引值；利用X4kmn对S1进行如下图像置乱操作，
S2(1, i)=S1(1, lX(i))， （3）其中，i=1, 2, …,4kmn，S2为置乱后的DNA序列；
步骤6：按照元素位置，依次将S2分割成k个4mn等长的DNA子序列，并将其转化为k个大小为4×m×n的DNA三维矩阵Is1, Is2, …, Isk；
步骤7：利用CD对Is1, Is2, …, Isk进行如下图像扩散操作，
， （4）
其中，+和⊕分别表示DNA加法和DNA异或运算；图像扩散结果为Id1, Id2, …, Idk；
步骤8：对Id1, Id2, …, Idk进行DNA解码，得到k幅加密图像Ie1, Ie2, …, Iek。
2.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于：所述步骤1 中，按照给定的顺序，将k幅m×n大小的交互图像I1, I2, …, Ik组合成一幅大图像Ib；利用SHA-256，计算大图像的哈希散列值K；将K按照每8 位（Bit）划分成位块，即
K=k1,k2, …, k32； （5）计算PWLCM的初始值x0, y0和控制参数p1, p2为：
， （6）
， （7）
， （8）
， （9）
其中，mod(x, y)表示取模运算，⊕表示异或运算。
3.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于：所述步骤2 中，利用初始值x0和控制参数p1，对PWLCM系统迭代4kmn次，产生一个混沌序列X4kmn；利用初始值y0和控制参数p2，对PWLCM系统迭代mn次，产生一个混沌序列Ymn。
4.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于：所述步骤4 中，对Cmn和Ib进行DNA编码，编码规则如下：
，
D D D
得到对应的DNA序列矩阵C 和I ；按照从左到右、从上到下的元素排列顺序，将I转化为一个DNA序列S1。
5.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于：所述步骤8 中，对Id1, Id2, …, Idk进行DNA解码，编码规则如下：
，
得到k幅加密图像Ie1, Ie2, …, Iek。
基于DNA编码和混沌的多图像加密方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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