[发明专利]一种基于DNA编码的图像加密方法

说明书

本发明提供一种基于DNA编码的图像加密方法，包括步骤：S1.将彩色图像分割成R、G、B三个平面，根据密钥K1的值将三个平面垂直放在一个平面I；S2.对密钥K2和μ进行混沌映射得到混沌序列X₁；S3.将平面I分割成三个矩阵；S4.对三个R、G、B矩阵中的十进制数转化为二进制数；S5.对密钥K3、K4、K5的值和DNA编码规则转化为DNA字符串，再做DNA加法运算；S6.将密钥K6和μ进行混沌映射得到混沌序列X₂；S7.根据密钥K7、K8、K9的值和DNA解码规则，将得到的二进制数转化为十进制数；S8.对密钥K10、K11、K12和μ进行混沌映射得到混沌序列X₃、X₄、X₅；S9.对X₃、X₄、X₅序列分别进行取模操作，再分别进行异或操作，得到密文图像。本发明能够兼容彩色图像和灰度图像的加密。

技术领域

本发明涉及图像安全领域，更具体地涉及一种基于DNA编码的图像加密方法。

背景技术

随着计算机通信技术的不断发展，越来越多的人通过网络进行沟通，每天都有大量的图片在网络中传输。但是往往图像中会包含许多的个人隐私，例如，人脸、虹膜、指纹等。特别是对于医疗图像，更需要进行加密。因此，为了保证图像中内容的安全，往往需要对图像进行加密处理。

数字图像是常见的一种多媒体形式，图像文件格式通常包括JPG、BMP以及GIF等。图像根据是否包括彩色信息可分为彩色图像和灰度图像，其中彩色图像是指可以使用红、绿、蓝三原色来表示每个像素的颜色，而灰度图像是指每个像素只有一个颜色，这类图像通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度。例如，每个像素通常使用8个比特来表示该像素的灰度值，则每个像素可以存在256个灰度级别。

为了保证图像内容的安全性，需要采用计算机加密技术对图像进行加密。而目前的图像加密方法通常只能针对彩色图像或灰度图像单独进行加密，缺乏一种兼容彩色图像和灰度图像的加密方法。

发明内容

本发明提供了一种基于DNA编码的图像加密方法，以解决目前的图像加密方法通常只能针对彩色图像或灰度图像单独进行加密，缺乏一种兼容彩色图像和灰度图像的加密方法的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于DNA编码的图像加密方法，包括如下步骤：

步骤S1.将彩色图像分割成R、G、B三个平面，根据密钥K1的值，将R、G、B三个平面垂直放在一个平面I，如果K1＝0，平面I的顺序为RGB；如果K1＝1，平面I的顺序为RBG；如果K1＝2，平面I的顺序为BRG；如果K1＝3，平面I的顺序为BGR；如果K1＝4，平面I的顺序为GBR；如果K1＝5，平面I的顺序为GRB；

步骤S2.根据密钥K2和μ迭代Logistic Sine混沌映射3MN次，得到混沌序列X₁，X₁长度为3MN，对混沌序列X₁从小到大排序，根据混沌序列X₁的顺序变化来调整平面I的位置；

步骤S3.按照光栅顺序将平面I分割成三个平面，得到新的R、G、B三个矩阵；

步骤S4.将三个R、G、B矩阵中的十进制数转化为二进制数再次得到新的R、G、B矩阵；

步骤S5.根据密钥K3、K4、K5的值和DNA编码规则分别将R、G、B的矩阵转化为DNA字符串，再根据AGCT四种碱基表和加法运算规则做DNA加法运算，得到新的R、G、B三个矩阵；

步骤S6.将密钥K6和μ迭代Logistic Sine混沌映射1000+4MN次，得到混沌序列X₂，X₂长度为4MN，根据X₂的值对上一步产生的R、G、B三个矩阵分别进行DNA互补操作；