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大小的交互图像为I1, I2, …, Ik，计算二维Logistic映射的初始值x0、y0和分段线性混沌映射（Piecewise Linear Chaotic Map，PWLCM）的初始值z0和控制参数p；
步骤2：利用x0、y0、z0、p、二维Logistic和PWLCM映射，产生三个混沌序列X4mn={Xt}、Y4mn={ Yt}和Zmn={Zt}；
步骤3：对I1, I2, ..., Ik进行DNA编码，得DNA序列矩阵为I11, I21, …, Ik1，编码规则如下：
；
步骤4：进行整数化混沌序列操作；具体为，基于X4mn、Y4mn和Zmn计算得整数矩阵为X'=[X'(i, j)]m×4n、Y'=[Y'(i, j)]m×4n和Z'=[Z'(i, j)]m×n，
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X'(i, j)=mod(floor(Xt×10 ), k-1)， （1）其中，Xt∈X4mn，t=1, 2, …, 4mn，i=1, 2, …, m和j=1, 2, …, 4n，mod(·)表示取模运算，floor(·)表示向下取整函数；
Y'(i, j)=mod(floor(Yt×1016), 5)， （2）其中，Yt∈Y4mn，t=1, 2, …, 4mn，i=1, 2, …, m和j=1, 2, …, 4n；
Z'(i, j) =mod(floor(Zt×1016), 256)， （3）其中，Zt∈Z4mn，t=1, 2, …, mn，i=1, 2, …, m和j=1, 2, …, n；采用步骤3的编码规则，对所有Z'(i, j)进行DNA编码，并转化为矩阵Z''=[Z''(i, j)]m×4n；
步骤5：进行DNA编码位置置乱操作；具体为，对I11, I21, …, Ik1进行如下循环移位运算，令X'(i, j)=r，X'(i, j)∈X'，
， （4）
其中，i=1, 2, …, m和j=1, 2, …, 4n，置乱结果记作：I12, I22, …, Ik2；
步骤6：进行DNA加法运算操作；具体为，针对每个像素，将其低4位加到高4位上；令k幅图像对应的计算结果为：I13, I23, …, Ik3；
步骤7：为实现图像像素值扩散，进行DNA编码碱基改变操作；具体为，设计了一种基于DNA编码的混合运算为：
， （5）
其中，i=1, 2, …, m，j=1, 2, …, 4n，t=1, 2, …, k，Complement(·)，+，-和⊕分别表示DNA取补、加法、减法和XOR异或运算，Y'(i, j)为Y'的任一元素，Z''(i, j)为Z''的任一元素；令k幅图像对应的计算结果为：I14, I24, …, Ik4；
步骤8：采用步骤3的编码规则，对I14, I24, …, Ik4进行DNA解码，得k幅加密图像E1, E2, …, Ek。
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；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； （6）计算二维Logistic映射的初始值为：
， （7）
， （8）
其中，x'0和y'0为二维Logistic映射预先设定的初始值，⊕表示XOR异或运算；
计算PWLCM的初始值z0和控制参数p为：
， （9）
， （10）
其中，z'0为PWLCM预先设定的初始值。
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y0，对二维Logistic映射迭代4mn次，产生两个混沌序列X4mn和Y4mn；同时，利用初始值z0和控制参数p，对PWLCM迭代mn次，产生一个混沌序列Zmn。
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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