[发明专利]基于DNA编码和混沌的图像加密方法

权利要求书

1.基于DNA编码和混沌的图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：利用SHA-256，计算大小为m×n交互图像I的哈希值K，并结合给定两个二维Logistic映射的初始值x'₀, y'₀, z'₀和q'₀，计算两个二维Logistic映射新的初始值x₀,y₀, z₀和q₀；

步骤2：根据初始值x₀和y₀，迭代第一个二维Logistic映射4mn次，产生两个混沌序列X_4mn和Y_4mn；根据初始值z₀和q₀，迭代第二个二维Logistic映射mn次，产生两个混沌序列Z_mn和Q_mn；

步骤3：对交互图像I进行DNA编码，得到对应的DNA序列矩阵I¹；

步骤4：对混沌序列X_4mn进行升序排列

， （1）

其中，(·,·)=sort(·)是序列索引函数，f_X是序列X_4mn以升序排列后的新序列，l_X是f_X的索引值序列；按照从左到右，从上到下的元素顺序，将I¹转换为向量I_V1；利用公式（2），对I_V1进行位置置乱：

， （2）

其中，I_V2是置乱后的向量；

步骤5：计算混沌序列Y_4mn，Z_mn和Q_mn，得到对应的新混沌序列Y'_4mn, Z'_mn和Q'_mn，并将Q'_mn转化为矩阵形式Q¹_mn，对Z'_mn进行DNA编码得向量Z¹；

步骤6：设计一种基于DNA编码的混合运算，对I_V2是进行DNA编码域的扩散操作，得到对应DNA矩阵I²；

步骤7：对I²进行DNA解码，可得对应的图像I³；

步骤8：将Q¹_mn与I³进行像素域的XOR异或运算，可得加密图像E_mn。

2.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于：所述步骤1 中，利用SHA-256，计算交互图像I_m×n的哈希值K，将K按照每8 位（Bit）划分成位块，即

K=k₁, k₂, …, k₃₂； （3）

计算产生两个二维Logistic映射的初始值为：

， （4）

， （5）

， （6）

， （7）

其中，mod(•)表示取模运算，⊕表示XOR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3 中，对交互图像I进行DNA编码，编码规则如下：

，

得到对应的DNA序列矩阵I¹。