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专利号: 2017108447731
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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:产生密钥;

步骤2:产生混沌序列;

步骤3:产生混沌图像;

步骤4:DNA编码;

步骤5:图像置乱操作;

步骤6:DNA序列分割;

步骤7:图像扩散操作;

步骤8:DNA解码。

2.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤1 中,为产生密钥,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;          (1)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为:,   (2)

,    (3)

,   (4)

,    (5)

其中,mod(x, y)表示取模运算,⊕表示XOR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1 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;同时,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1 中,计算y'=mod(floor(y×1015), 256),     (6)其中,y是Y的任一元素,Y'={y'},floor(·)表示向下取整函数;按照元素位置,依次将Y'转化为矩阵Cm×n。

5.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤1 中,按照图1中的编码规则1,对C和Ib进行DNA编码,得到对应的DNA序列矩阵CD和ID;按照图2的元素排列顺序,将ID转化为一个DNA序列S1。

6.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤1 中,对X按升序排序,(X', lX)=sort(X),   (7)其中,sort(·)为排序函数,X'新生产序列,lX为X'的索引值;利用X进行图像置乱操作,S2(1, i)=S1(1, lX(i)),    (8)其中,i=1, 2, …,4kmn,S2为置乱后的DNA序列。

7.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤1 中,按照元素位置,依次将S2分割成k个4mn等长的DNA子序列,并将这k个子序列转化为k个大小为4×m×n的DNA矩阵,即Is1, Is2, …, Isk。

D s s s

8.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤1 中,利用C对I1, I2, …, Ik进行如下扩散操作,, (8)

其中,+和⊕分别表示图3和图 4所示的DNA加法和XOR异或运算;图像扩散结果为Id1, Id2, …, Idk。

9.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述步骤1 中,按照图1中的编码规则1,对Id1, Id2, …, Idk进行DNA解码,得到k幅加密图像Ie1, Ie2, …, Iek。

10.根据权利要求1 所述的方法,其特征在于:所述解密过程为加密过程的逆过程。