[发明专利]一种基于混沌伪随机DNA增强的图像加密方法

说明书

本发明公开了一种基于混沌伪随机DNA增强的图像加密方法，包括以下步骤：S1、输入普通图像和置换子；S2、获得随机置换顺序；S3、进行随机置换，得到随机的置换图像矩阵；S4、生成关键矩阵；S5、使用直接逻辑映射得到新的混沌图像状况值；S6、向下取整得到常数值；S7、选择DNA编码规则；S8、得到置换图像矩阵的DNA序列；S9、得到关键矩阵的DNA序列；S10、选择对应于当前常数值的DNA线性操作；S11、得到密码图像的DNA序列；S12、选择对应与当前常数值的DNA加密规则；S13、得到密码图像，实现图像加密。本发明解决了现有技术中存在的效率低、不安全和不可用的问题。

技术领域

本发明属于图像加密技术领域，具体涉及一种基于混沌伪随机DNA增强的图像加密方法。

背景技术

随着计算机技术和网络技术的飞速发展，人们迫切需要研究和开发出更多安全、高效、可靠的方法来保护数据的安全。混沌系统具有许多良好的性质，如对初始条件和控制参数的敏感性、周期点集的稠密性和拓扑传递性。这些性质和密码学中的混淆与扩散特性有着密切的关系。从上世纪80年代以来，混沌密码学的研究日益受到关注，提出了大量基于混沌的加密算法，取得了不少充满希望的进展。然而，近期的研究表明，之前被认为是实用性强和安全性高的混沌密码方案已证实为效率低、不安全和不可用。如何通过深入的分析研究，设计出实用性强和安全性高的混沌密码方案同渐成为急待解决的突出问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种混沌与DNA编码结合、效率高、安全性高以及实用性强的基于混沌伪随机DNA增强的图像加密方法，提高了加密效果，解决了现有技术中存在的效率低、不安全和不可用的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于混沌伪随机DNA增强的图像加密方法，包括以下步骤：

S1：采集普通图像和置换子,并且得到普通图像的维度；

S2：根据普通图像的维度，使用置换子和随机置换函数获得随机置换顺序；

S3：根据随机置换顺序对图像中的像素进行随机置换，得到随机的置换图像矩阵；

S4：根据随机的置换图像矩阵，使用哈希函数生成混沌图像初始状况值以及控制变量，并使用伪随机增强的逻辑映射生成关键矩阵；

S5：根据混沌图像初始状况值和控制变量，使用直接逻辑映射得到新的混沌图像状况值；

S6：根据当前混沌图像状况值向下取整得到一个常数值；

S7：选择对应于当前常数值的DNA编码规则，并对图像的所有行上的所有像素进行编码；

S8：得到置换图像矩阵的DNA序列；

S9：根据关键矩阵，重复步骤S5到S7，得到关键矩阵的DNA序列；

S10：重复步骤S5，对混沌图像状况值进行DNA线性操作，得到线性参数；

S11：根据置换图像矩阵的DNA序列和关键矩阵的DNA序列，使用线性参数对应的DNA线性操作得到密码图像的DNA序列；

S12：重复步骤S5到S6，选择对应与当前常数值的DNA加密规则；

S13：根据DNA加密规则对密码图像的DNA序列的每一行进行加密，得到密码图像，实现图像加密。

进一步地，步骤S2中，随机置换顺序的公式为：

O＝randperm(M×N)

式中，O为随机置换顺序；randperm(·)为随机置换顺序函数；M,N为普通图像的维度。

进一步地，步骤S3中，置换图像矩阵的公式为：