[发明专利]基于混沌理论和DNA剪接模型的图像加密方法

摘要

本发明公开了一种基于混沌理论和DNA剪接模型的图像加密技术。DNA加密是近年来伴随着DNA计算的研究而出现的密码学新领域，其特点是以DNA为信息载体，以现代生物技术为实现工具，挖掘DNA固有的高存储密度和高并行性等优点，实现加密、认证及签名等密码学功能。而混沌系统由于其所具有的宽频谱、类随机性、对结构参数及初始状态的极端敏感性等一系列性质，具有难以重构和预测的特点，是密码学研究的一个重要领域。结合DNA密码和混沌理论的优点，我们提出了一种基于混沌与DNA剪接模型的图像分组加密技术。该方法首先设定DNA的编码规则，将秘密图像进行DNA编码及优化，获得DNA明文序列，并生成相应的混沌序列；根据生成的混沌序列及DNA明文序列，基于DNA剪接计算模型，设计DNA序列分组加密算法实现图像的信息加密，有效的提升了图像信息的加密效果。

主权项

一种基于混沌理论和DNA剪接模型的图像加密方法，其特征在于，该方法包括图像的DNA编码、用于加密的混沌置换矩阵生成及基于DNA剪接模型的DNA序列加密算法，其主要的加密步骤如下：(1)根据需要进行加密的图像大小，确定所需DNA序列的长度和数量，并将灰度图像转化为二值序列；(2)设定DNA编码规则，并基于该编码规则将图像二值序列编码成DNA明文序列；(3)根据生成的DNA明文序列的长度，设计其序列分割方法，将DNA明文序列分割成DNA明文子序列组；(4)按DNA明文子序列个数及其长度，选择混沌映射算法及参数，生成相应的混沌置换矩阵，其中生成混沌置换矩阵的初始参数作为密钥；(5)基于DNA剪接模型计算方式，设计加密算法，以混沌置换矩阵对DNA明文子序列组进行加密，生成DNA密文子序列组，并将其进行拼接，生成DNA密文序列；(6)将DNA密文序列按相应的编码规则进行解码，获得加密图像，完成隐秘图像的加密过程。