基于DNA序列与多混沌映射的图像融合加密方法

摘要

本发明公开了一种基于DNA序列与多混沌映射的图像融合加密算法。该方法属于DNA计算和图像加密领域。传统的基于混沌的加密算法具有密钥空间小，混沌系统易于被分析与预测等缺点；现存的基于图像融合的加密方法，其融合参数难以控制，安全性不高。为了克服上述缺点，本发明首先利用Cubic映射和小波函数产生的二维混沌序列置乱编码原始图像和模板图像得到的两个DNA序列矩阵；然后对置乱后的两个DNA序列矩阵做加法运算；最后利用Logistic映射产生的混沌序列与由加法运算得到的DNA序列矩阵相作用来得到加密图像。实验结果表明，该算法可以有效的对数字图像进行加密，具有较高的安全性。

主权项

基于DNA序列与多混沌映射的图像融合加密方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)输入两幅8位灰度图像A(m，n)、B(m，n)，m、n为图像A、B的行列维数；(2)将图像A、B转化成二值矩阵，按照DNA编码映射规则进行DNA编码，得到两个DNA序列矩阵Ab、Bb；(3)利用Cubic映射和小波函数分别以初值x0，y0，系统参数μ1，μ2产生两个混沌序列{xm}、{yn}；(4)将这两个序列按升序排列，得到两个新序列{xm′}、{yn′}；(5)将{xm′}、{yn′}各元素所在的位置之值替换原序列{xm}、{yn}中的该元素，得到两个新的序列{xm″}，{yn″}；(6)用{xm″}，{yn″}作为置乱矩阵的行地址和列地址，用此矩阵对矩阵Ab、Bb的位置进行置乱，得到新的DNA序列矩阵Ab′、Bb′；(7)按照DNA加运算规则，执行Ab′+Bb′得到DNA序列矩阵Cb；(8)利用Logistic混沌映射，在初值为z0，系统参数为μ3的条件下，产生长度为m×n×8/2的混沌序列zi；(9)利用阈值函数f(x)将混沌序列转化成二值序列，并对其重构得到大小与矩阵Cb相同的二值矩阵z，当z(i，j)＝1时，Cb(i，j)取补，否则不变，执行取补后，得到DNA序列矩阵Cb′；(10)对矩阵Cb′按照(2)的逆过程获得矩阵C，输出图像C。