[发明专利]一种基于遗传算法的图像加密方法

权利要求书

1.一种基于遗传算法的图像加密方法，其特征在于，首先将明文图像转换为一维数组，即明文图像DNA序列；再采用logistic混沌映射函数映射生成混沌序列，再将混沌序列转换为指定DNA序列；将指定DNA序列和明文图像DNA序列进行异或操作后，计算熵值，采用遗传算法找到熵最大的异或操作后的DNA序列作为密文图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的图像加密方法，其特征在于，包括混沌序列初始值的确定，初始群体的生成和图像加密，具体按照以下步骤实施：

步骤1，混沌序列初始值的确定

采用随机函数将15个8位字符随机生成120位密匙，具体表述如下：

key＝{K₁,K₂,...,K₁₅} (1)，

式(1)中，key表示120位密匙，K₁～K₁₅均表示8位字符；

由K₁～K₁₅计算得到混沌序列初始值X₀，具体表述如下：

式(2)中，表示异或操作；K_i∈{K₁，K₂，K₃，K₄，K₅，K₆，K₇，K₈，K₉，K₁₀，K₁₁，K₁₂，K₁₃，K₁₄，K₁₅}；

步骤2，混沌序列的生成

将尺寸为M×N的二维模板转换为一维模板，采用logistic混沌映射函数通过混沌序列初始值X₀计算得到指定长度的混沌序列，所述logistic混沌映射函数的表述如下：

X_i+1＝RX_i(1-X_i) (3)，

式(3)中，R表示混沌映射函数值，且为3.9995；X_i表示混沌序列的第i个值；X_i+1表示混沌序列的第i+1个值；

步骤3，初始群体的生成

将所述混沌序列通过映射规则转换为指定DNA序列，即初始群体；

步骤4，图像加密

生成明文图像DNA序列，将所述明文图像DNA序列和DNA序列通过遗传算法进行优化，得到最大熵值的明文图像DNA序列和DNA序列，将所述明文图像DNA序列和DNA序列进行异或操作，实现对明文图像的加密。

3.根据权利要求2所述的一种基于遗传算法的图像加密方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：

步骤3.1，初始群体中每个成员的生成

式(4)中，表示向下取整；P_i表示初始群体中第i个成员；X_i表示混沌序列的第i个值，i∈[(n-1)×M×N+1,(n-1)×M×N+M×N]，其中n表示指定DNA序列的数量，M×N表示二维模板的尺寸；

步骤3.2，将初始群体中每个成员存放于矩阵，所述矩阵的具体表述如下：

[P_{(n-1)×M×N+1},P_{(n-1)×M×N+2},...,P_{(n-1)×M×N+M×N}] (5)，

式(5)中，M×N表示二维模板的尺寸；n表示指定DNA序列的数量；P_{(n-1)×M×N+1}表示位于(n-1)×M×N+1位置处的初始群体成员；

步骤3.3，将所述矩阵中的每个成员转换为指定DNA序列，具体表示如下：

式(6)中，表示向下取整；X_i表示混沌序列的第i个值；R_i表示对应X_i的规则数。