1.基于DNA编码和混沌的多图像加密方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:令k幅m×n大小的交互图像I1, I2, …, Ik组合成的一幅大图像为Ib,计算分段线性混沌映射(Piecewise Linear Chaotic Map,PWLCM)的初始值x0, y0和控制参数p1, p2;
步骤2:利用x0, y0, p1, p2和PWLCM映射,产生两个混沌序列X4kmn={xi}和Ymn={yi};
步骤3:基于Ymn计算得Y'mn={y'i},y'i由公式(1)计算可得,y'i =mod(floor(yi×1015), 256), (1)其中,floor(·)表示向下取整函数;按照元素位置,依次将Y'mn转化为混沌图像Cmn;
步骤4:对Cmn和Ib进行DNA编码,得到对应的DNA序列矩阵CD和ID,ID可转化为一个DNA序列S1;
步骤5:对X4kmn按升序排列,具体为:
(X', lX)=sort(X4kmn), (2)其中,sort(·)为排序函数,X'为新生产序列,lX为X'的索引值;利用X4kmn对S1进行如下图像置乱操作,S2(1, i)=S1(1, lX(i)), (3)其中,i=1, 2, …,4kmn,S2为置乱后的DNA序列;
步骤6:按照元素位置,依次将S2分割成k个4mn等长的DNA子序列,并将其转化为k个大小为4×m×n的DNA三维矩阵Is1, Is2, …, Isk;
步骤7:利用CD对Is1, Is2, …, Isk进行如下图像扩散操作,, (4)
其中,+和⊕分别表示DNA加法和DNA异或运算;图像扩散结果为Id1, Id2, …, Idk;
步骤8:对Id1, Id2, …, Idk进行DNA解码,得到k幅加密图像Ie1, Ie2, …, Iek。
2.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤1 中,按照给定的顺序,将k幅m×n大小的交互图像I1, I2, …, Ik组合成一幅大图像Ib;利用SHA-256,计算大图像的哈希散列值K;将K按照每8 位(Bit)划分成位块,即K=k1,k2, …, k32; (5)计算PWLCM的初始值x0, y0和控制参数p1, p2为:, (6), (7), (8)
, (9)
其中,mod(x, y)表示取模运算,⊕表示异或运算。
3.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤2 中,利用初始值x0和控制参数p1,对PWLCM系统迭代4kmn次,产生一个混沌序列X4kmn;利用初始值y0和控制参数p2,对PWLCM系统迭代mn次,产生一个混沌序列Ymn。
4.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤4 中,对Cmn和Ib进行DNA编码,编码规则如下:,
D D D
得到对应的DNA序列矩阵C 和I ;按照从左到右、从上到下的元素排列顺序,将I转化为一个DNA序列S1。
5.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤8 中,对Id1, Id2, …, Idk进行DNA解码,编码规则如下:,
得到k幅加密图像Ie1, Ie2, …, Iek。