[发明专利]基于云模型和超混沌系统的DNA图像加密方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于云模型和超混沌系统的DNA图像加密方法及系统，其中方法包括以下步骤：将彩色图像分解成三种颜色通道的图像；将分解后的图像转化为二值矩阵，然后按照DNA序列的编码准则对二值矩阵进行编码；产生混沌序列，并利用排序数对混沌序列进行排序操作；S4：选择序列的索引值组合来置乱矩阵；将置乱的矩阵分成小块；按照DNA序列的加法规则，将小块相加；重新组合小块，得到新的DNA序列矩阵，并解码；调用云模型生成函数，得到新的三维序列值；S9：分别用序列值X和Y作为行列序号进行像素位置调整，得到处理后的图像；用序列值Z与处理后的图像进行异或运算，得到图像out，再将out赋值给原图。

主权项

1.一种基于云模型和超混沌系统的DNA图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将彩色图像A(m，n，3)分解成三种颜色通道的图像，分别是红R0(m，n)，绿G0(m，n)和蓝B0(m，n)，其中m，n是图像的长和宽；S2:将R0(m,n)、G0(m，n)、B0(m,n)转化为二值矩阵，然后按照DNA序列的编码准则对二值矩阵进行编码，最后得到3个已经变换的矩阵R1(m，n)、G1(m，n)、B1(m，n)；S3：在初始值x0，y0，z0，q0和超混沌Chen系统控制参数a，b，c，d，r的条件下，利用Chen混沌映射产生混沌序列分别是：x＝{x₁,x₂,x₃,…,x_m×2}y＝{y₁,y₂,y₃,…,y_n×4}z＝{z₁,z₂,z₃,…,z_m×2}q＝{q₁,q₂,q₃,…,q_n×4}利用排序数对四条混沌序列x，y，z，q进行排序操作：其中[lx fx]＝sort(x)是排序的索引函数，fx是对x升序排列后得到的新序列，lx是fx的索引值，ly，lz，lq与lx相同；S4：根据下式，选择序列x，y，z的索引值组合来置乱R1(m，n)，G1(m，n)，B1(m，n)，置乱后所得矩阵为R2(m，n)，G2(m，n)，B2(m，n)S5：将置乱后的R2(i,j)、G2(i,j)和B2(i,j)分成小块，分别为Rb(α,β)、Gb(α,β)和Bb(α,β)，其中，α＝1,2,3……,i/4；β＝1,2,3……,j；S6：按照DNA序列的加法规则，用以下方法将小块Rb、Gb和Bb相加：S7：重新组合步骤S6计算后的小块，得到3个新的DNA序列矩阵，R’、G’和B’，将R’、G’和B’按照DNA解码规则进行解码，得到3个矩阵R”、G”和B”；S8：输入云模型的三个参数Ex、En、He，并调用云模型生成函数，得到三维云的三维函数值x、y、z，对第三维函数值z取模，得到新的三维序列值X、Y、Z；S9：分别用序列值X和Y作为行列序号对R”、G”、B”进行像素位置调整，得到处理后的图像R”’、G”’、B”’；用序列值Z与R”’、G”’、B”’进行异或运算，得到图像out，再将out赋值给原图。