基于DNA子序列运算的图像加密方法

摘要

本发明公开了一种新的数字图像加密方法。该方法属于DNA计算和图像加密领域，提出了一种基于DNA子序列运算的图像加密算法。现存的基于DNA加密系统大多都要通过复杂的生物操作，难以实现。区别于传统的DNA加密方法，本发明摈弃了复杂的生物操作，仅用DNA子序列运算的思想(延长操作、截断操作、删除操作以及转位操作)结合Logistic混沌映射来置乱图像的像素位置和像素值。实验结果表明，该算法易于实现，对图像的加密效果较好，密钥空间大，对密钥的敏感性强，能够有效地抵抗穷举攻击、统计攻击。

主权项

基于DNA子序列运算的图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)输入8位灰度图像A(m，n)和混沌参数(x0，μ1，γ1，y0，μ2，γ2)，m、n为图像A的行列维数；(2)对图像A执行DNA编码与分解操作，得到四条DNA序列[S1，S2，S3，S4]；(3)将DNA序列[S1，S2，S3，S4]划分成若干个DNA子序列，分别用[P1，P2，P3，P4]表示；(4)利用2D Logistic映射在初始条件(x0，μ1，γ1，y0，μ2，γ2)下产生8个参数(x1，u1，y1，u2，z1，u3，q1，u4)；(5)利用Logistic映射在(x1，u1，y1，u2，z1，u3，q1，u4)的条件下产生四条混沌序列[X，Y，Z，Q]；(6)在混沌序列X的作用下，对DNA子序列P1做删除运算，得到结果子序列A1；(7)在混沌序列Y的作用下，对DNA子序列P2做删除运算，得到结果子序列A2；(8)对A1、A2做延长和截取运算，得到结果子序列E1、E2；(9)在混沌序列Z的作用下，对DNA子序列P3做删除运算，得到结果子序列A3；(10)在混沌序列Z的作用下，对A3做转位运算，得到结果子序列A3′；(11)在混沌序列Q的作用下，对DNA子序列P4做删除运算，得到结果子序列A4；(12)在混沌序列Q的作用下，对A4做转位运算，得到结果子序列A4′；(13)重组DNA子序列[E1，E2，A3′，A4′]，得到DNA序列[B1，B2，B3，B4]；(14)对DNA序列[B1，B2，B3，B4]做取补运算，得到结果DNA序列[B1′，B2′，B3′，B4′]；(15)对[B1′，B2′，B3′，B4′]执行DNA解码和矩阵重组操作，得到加密图像B。