[發(fā)明專利]一種基于6維混沌系統(tǒng)的彩色圖像一次性密鑰DNA加密方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510242546.2
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN104809685B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高振國;張偉;陳丹杰;趙蘊(yùn)龍;蔡紹濱;劉彥文;張松濤;吉明;楊生;梁利華
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于6維混沌系統(tǒng)的彩色圖像一次性密鑰DNA加密方法，其特征在于，包括下列步驟：

(1)對于明文彩色像素圖像P為.bmp格式，圖像尺寸為M×N，提取圖像的三色通道矩陣分別構(gòu)成三個M×N的矩陣P_R，P_G，P_B；

(2)產(chǎn)生一個隨機(jī)數(shù)R，求取32位十六進(jìn)制圖像散列值MD5，

MD5＝MD(P,R)；

(3)將MD5平均分成8份，即MD(j)＝{d_j1d_j2d_j3d_j4},j＝1,...,8，將MD歸一到(0,0.01)之間，

D(i)＝hex2dec(MD(i)),i＝1,...,8；

(4)從D中任意選取4個數(shù){D(1),D(3),D(6),D(7)}并求和得到

s₁＝D(1)+D(3)+D(6)+D(7)，

依次類推求取s₂,s₃,s₄,s₅,s₆，獲取絕對誤差序列ε＝{ε₁,ε₂,ε₃,ε₄,ε₅,ε₆}，如果s_i×100mod2＝0，則ε_i取+；否則，ε_i取-，

(5)獲取更新后的6維混沌系統(tǒng)初始參數(shù)x′_i0,i＝1,2,...,6，代入6th-CNN高階混沌系統(tǒng)迭代m+3MN次，去除前m個值獲取混沌序列y＝{y₁,y₂,y₃,y₄,y₅,y₆}，

x_i′＝x_i0+ε_i,i＝1,2,...,6，

y_i＝x_i×10¹⁴mod256,i＝1,2,...,6；

(6)用MD5最后一位計算t＝MD5(32)mod6+1，取y_t的前3M位得到行置亂序列1×3M的TN₁；取y_(t+1)mod6+1得到列置亂序列M×3N的TN₂；取y_(t+2)mod6+1的前M×N位并得到明文DNA譯碼規(guī)則序列1×MN的TN₃；取y_(t+3)mod6+1，y_(t+4)mod6+1和y_(t+5)mod6+1的前2M×N位，奇數(shù)項(xiàng)獲取譯碼規(guī)則1×MN的TN₄₁,TN₅₁,TN₆₁，偶數(shù)項(xiàng)獲取三通道混沌加密預(yù)處理序列1×MN的TN₄₂,TN₅₂,TN₆₂

TN_i＝y(tǒng)mod8+1；

(7)將明文P_R,P_G,P_B的每個像素點(diǎn)值轉(zhuǎn)化為8位二進(jìn)制數(shù)，將其每2位為一組，依據(jù)TN₃進(jìn)行DNA譯碼，7.1)若TN₃(i)＝1，則00＝A,11＝T,10＝C,01＝G；7.2)若TN₃(i)＝2，則00＝A,11＝T,01＝C,10＝G；7.3)若TN₃(i)＝3，則11＝A,00＝T,10＝C,01＝G；7.4)若TN₃(i)＝4，則11＝A,00＝T,01＝C,10＝G；7.5)若TN₃(i)＝5，則10＝A,01＝T,00＝C,11＝G；7.6)若TN₃(i)＝6，則01＝A,10＝T,00＝C,11＝G；7.7)若TN₃(i)＝7，則10＝A,01＝T,11＝C,00＝G；7.8)若TN₃(i)＝8，則01＝A,10＝T,11＝C,00＝G，譯碼后分別得到明文DNA編碼三通道混沌加密預(yù)處理序列TN₄₂、TN₅₂、TN₆₂依據(jù)譯碼序列TN₄₁，TN₅₁，TN₆₁進(jìn)行DNA譯碼，一碼后得到三通道混沌加密DNA序列

(8)行置亂：將依次連接構(gòu)成一個3M×N的矩陣P₁，得到序列TN₁中的元素按升序排列在TN₁中的位置序列TN₁′，將P₁的第一行移動到P₁的第TN₁′(1)行，P₁的第二行移動到P₁的第TN₁′(2)行，…，依次類推，直至P₁的第3M行移動到P₁的第TN₁′(3M)行為止，得到行置亂后矩陣P_1out；

TN′＝sort(TN) (1)

(9)列置亂：將P_1out轉(zhuǎn)化成M×3N的矩陣P₂，得到序列TN₂中的每一行元素按升序排列在TN₂中的位置序列TN₂′，將P₂的第i行第j列的元素移動到P₁的第i行第TN₂′(i,j)列，直至P₁的第M行第3N列移動到P₁的第M行第TN₂′(M,3N)行為止，得到列置亂后矩陣P_2out；

(10)像素值調(diào)整：將P_2out分解成3個M×N矩陣P_3R、P_3G、P_3B，對圖像像素值進(jìn)行加密，其中符號為DNA加法運(yùn)算，為DNA減法運(yùn)算：為DNA異或運(yùn)算，規(guī)則為：最終得到密文圖像矩陣和

(11)將和轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制數(shù)并復(fù)合，最終得到密文圖像C_out.bmp格式。