基于RT-DNA元胞自动机的图像加密方法

摘要

本发明公开了一种基于RT-DNA元胞自动机的图像加密方法。该方法属于DNA计算和图像加密领域。因为保存一个一次一密乱码本非常困难，所以其使用受到了很大的限制。为了克服上述缺点，本发明使用天然的DNA序列作为主要的密钥，解决了一次一密乱码本保存困难的问题。首先，利用天然DNA序列产生一个DNA矩阵。然后，生成一个DNA模板，并用其修正由天然DNA序列形成的矩阵，得到密钥DNA矩阵。最后，使用新定义的RT-DNA元胞自动机规则进行加密，得到加密图像。实验结果表明，该算法具有较高的安全性，易于实现，并且有效地保留了基于一次一密和基于DNA密码学加密方法的优点。

主权项

一种基于RT‑DNA元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、输入一幅8位灰度图像A0(m，n)，m、n为图像的行列维数；S2、将图像A0转化成二值矩阵，按照DNA编码映射规则进行DNA编码，得到DNA序列矩阵D0；S3、根据原图像的灰度值，计算初值x0，然后利用Logistic混沌映射，在初值为x0，系统参数为μ的条件下，产生长度为m×n×4×2的混沌序列z1；S4、利用阈值函数f(x)将混沌序列z1转化成二值序列，按照DNA编码映射规则进行DNA编码，得到新的DNA序列dT，其长度为m×n×4，然后对其进行重构，得到大小与矩阵D0相同的DNA模板DT；S5、使用两条天然DNA序列d1和d2作为主要的密钥，通过扩增d1和d2，得到两条新的DNA序列d′1和d′2，其长度分别为m和n×4，然后利用DNA序列矩阵乘运算，得到DNA矩阵Dn；S6、将DNA矩阵Dn和DNA模板DT进行DNA序列加运算，得到密钥DNA矩阵Dkey；S7、利用RT‑DNA元胞自动机规则，对矩阵D0和密钥DNA矩阵Dkey进行操作，得到DNA加密矩阵De；S8、对DNA加密矩阵De按照所述步骤S2的逆过程获得灰度值矩阵，输出图像A1。