[發明專利]一種基于DNA編碼的多通道彩色圖像混沌加密方法

有效

• 申請號: 201910075280.5
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109918923B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 康守強;吳晨晨;王玉靜;謝金寶;王慶巖;梁欣濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06T9/00
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

1.一種基于DNA編碼的多通道彩色圖像混沌加密方法，其特征在于，所述方法的實現過程為：

首先利用六維離散超混沌系統產生六組混沌序列，由哈希函數SHA-256產生系統迭代初始值；通過混沌序列確定DNA編碼規則、DNA計算規則；通過所述哈希函數SHA-256確定加密輪數；其中，所述六維離散超混沌系統的表示式如式(1)所示：

x(n+1)＝0.28x(n)+0.18y(n)-0.12z(n)+0.48p(n)-0.02q(n)-0.42w+mod(c₆p(n),d₆)

y(n+1)＝0.12x(n)+0.52y(n)-0.18z(n)+0.42p(n)-0.08q(n)-0.48w+mod(c₁x(n),d₁)

z(n+1)＝0.10x(n)+0.40y(n)+0.00z(n)+0.30p(n)+0.00q(n)-0.40w+mod(c₂y(n),d₂)

q(n+1)＝-0.02x(n)+0.28y(n)+0.18z(n)+0.48p(n)-0.12q(n)-0.52w+mod(c₃z(n),d₃)

w(n+1)＝-0.08x(n)+0.22y(n)-0.28z(n)+0.32p(n)+0.32q(n)-0.28w+mod(c₄q(n),d₄)

p(n+1)＝0.00x(n)+0.30y(n)-0.20z(n)+0.40p(n)-0.20q(n)-0.00w+mod(c₅w(n),d₅)

(1)

式中：mod(·,·)代表取模運算；其中c₁＝2.3×10⁷，c₂＝3.2×10⁷，c₃＝5.0×10⁷，c₄＝4.0×10⁷，c₅＝6.0×10⁷，c₆＝2.3×10⁷；d₁＝2¹⁹，d₂＝2²⁰，d₃＝2²¹，d₄＝2²²，d₅＝2²³，d₆＝2²⁴；式(1)所述六維離散超混沌系統的六個李氏指數分別為：LE₁＝17.3878，LE₂＝17.3877，LE₃＝17.3876，LE₄＝17.3875，LE₅＝17.3872，LE₆＝17.3871，六個指數均為正值，滿足超混沌系統的條件；

其次，提取彩色圖像的RGB彩色分量，對各分量作DNA編碼分別得到DNA矩陣并合并，構建重組DNA矩陣，同時執行行列置亂操作；然后，將置亂的重組DNA矩陣拆分成三個大小相同的矩陣，分別與經DNA編碼后的三個混沌密鑰矩陣進行DNA計算，再對得到的三個矩陣執行DNA解碼操作得到解碼矩陣；對圖像完成基于DNA編碼的加密；

最后，對解碼矩陣執行擴散加密操作，在基于DNA編碼加密的基礎上進行基于混沌序列的擴散加密。