[发明专利]基于自更新变换、双随机三维矩阵置乱和DNA计算的图像加密方法

权利要求书

1.基于自更新变换、双随机三维矩阵置乱和DNA计算的图像加密方法，其特征在于，包括：

步骤1：将给定的初始值(x₀,y₀,z₀,u₀)带入4D忆阻混沌系统中生成混沌序列X、Y、Z和U，根据给定的明文图像P计算得到明文图像哈希值，明文图像P的大小为M×N；

步骤2：根据所述哈希值分别从所述混沌序列X、Y、Z和U中选择元素组成新的混沌序列X₁、Y₁、Z₁和U₁；

步骤3：根据所述混沌序列X₁和所述哈希值对明文图像P进行自更新变换，得到自更新变换后图像P₃；

步骤4：根据所述混沌序列Y₁和所述哈希值生成DNA编码规则序列，利用所述DNA编码规则序列对所述图像P₃进行DNA动态编码，得到DNA序列P₅，DNA序列P₅的大小为1×4MN；

步骤5：将所述DNA序列P₅转化为三维DNA矩阵P₆，三维DNA矩阵P₆的大小为F×F×F；

步骤6：根据所述混沌序列Z₁生成三维正交拉丁立方体L_z1，根据所述哈希值计算得到三维猫映射的初始值和参数，并生成三维猫映射序列Mp；

步骤7：利用所述三维正交拉丁立方体L_z1和所述三维猫映射序列Mp构建双随机三维矩阵置乱规则，对所述三维DNA矩阵P₆进行置乱，得到置乱后的三维矩阵P₇；

步骤8：利用所述DNA编码规则序列对所述混沌序列U₁进行DNA动态编码，得到密钥矩阵U₂，利用所述密钥矩阵U₂对所述三维矩阵P₇中的待扩散平面进行平面扩散，得到扩散后的三维DNA矩阵P₈，三维DNA矩阵P₈的大小为F×F×F；

步骤9：对所述三维DNA矩阵P₈进行DNA动态解码，然后转化成大小为M×N的二维矩阵，作为密文图像C。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的根据给定的明文图像P计算得到明文图像哈希值包括：

计算明文图像P的SHA 256哈希值hv；

将所述哈希值hv平均分成八组，并将每组元素转化为十进制数，记为k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、k₆、k₇和k₈。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1：利用公式(2)分别生成选择参数T₁、T₂、T₃和T₄：

步骤2.2：从混沌序列X、Y、Z和U中，分别选择从第T₁+1到第T₁+4MN、从第T₂+1到第T₂+4MN、从第T₃+1到第T₃+4MN和从第T₄+1到第T₄+4MN之间的元素，得到新的混沌序列X₁、Y₁、Z₁和U₁。