[發明專利]一種圖像加密方法

有效

• 申請號: 201810031169.1
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108122188B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 陳建銘;吳祖揚;范曉寧;王景行
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 深圳尚業知識產權代理事務所(普通合伙) 44503
• 代理人: 文蓉

1.一種圖像加密方法，其特征在于，將混沌映射與DNA編碼相結合對明文圖像進行加密，其中，所述將混沌映射與DNA編碼相結合對明文圖像進行加密包括：

生成初始密鑰，通過公式(1)計算生成部分初始密鑰

其中，α₁和β₁分別為第一、第二控制參數，w可通過公式(2)獲得：

利用所述初始密鑰生成混沌序列及置亂向量；

利用所述置亂向量對所述明文圖像進行置亂加密，獲得置亂圖像；

對所述混沌序列進行DNA編碼，以獲得第一DNA序列，以及對所述置亂圖像進行DNA編碼，以獲得第二DNA序列；

利用所述第一DNA序列對所述第二DNA序列進行擴散加密，以獲得第三DNA序列；以及

對所述第三DNA序列進行DNA解碼，以獲得密文圖像；

其中，通過以下步驟生成混沌序列

將第一初始密鑰(y₁(0),y₂(0),y₃(0),y₄(0))和第一組控制參數a,b,c,d,k作為公式(3)的輸入值，迭代該Gao超混沌映射，產生第一離散序列y_k(k＝1,2,3,4)；

將所述第一離散序列y_k(k＝1,2,3,4)通過公式(4)組合得到第一偽隨機序列以及

將所述第一偽隨機序列的前N1個偽隨機數舍去，通過公式(5)將的前m*n個數轉化成0～255之間的整數序列

其中，N1為常量；

其中，通過以下步驟生成置亂向量，包括行置亂向量H和列置亂向量L：

將第二初始密鑰和第二組控制參數a,b,c,d,k作為超混沌映射公式(3)的輸入值，迭代該超混沌映射，產生第二離散序列

將所述第二離散序列通過以下公式(6)組合得到第二偽隨機序列

將所述第二偽隨機序列的前N₂個偽隨機序列舍去，令以及

分別將按升序進行排序，將排序后的原始下標值的序列分別保存為行置亂向量和列置亂向量

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混沌序列基于第一初始密鑰、第三控制參數及第一常量生成，所述置亂向量基于第二初始密鑰、第四控制參數及第二常量生成。

3.如權利要求1至2任一項所述的方法，其特征在于，所述置亂向量包括行置亂向量和列置亂向量，利用置亂向量對明文圖像進行置亂加密包括：利用所述行置亂向量對明文圖像進行行置亂處理；以及利用所述列置亂向量對經行置亂處理后的圖像進行列置亂處理。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于：

對所述混沌序列進行DNA編碼包括：將所述混沌序列轉化成第一二進制序列；以及將所述第一二進制序列按預定的DNA編碼規則的第一映射關系進行DNA編碼；

對所述置亂圖像進行DNA編碼包括：將所述置亂圖像按預定轉換規則轉換成第二二進制序列；以及將所述第二二進制序列按所述DNA編碼規則的第二映射關系進行DNA編碼。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述第一DNA序列對所述第二DNA序列進行擴散加密包括：

通過公式(7)和(8)，利用所述第一DNA序列R_e和預定加法運算及異或運算規則對第二DNA序列P′_e進行擴散操作，獲得第三DNA序列C′：

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，對所述第三DNA序列進行DNA解碼包括：

按所述DNA編碼規則的第三映射關系對所述DNA序列進行DNA解碼，轉化成一維二進制序列；以及

將所述一維二進行制序列按所述預定轉換規則轉化為密文圖像的像素值。