[發明專利]基于DNA編碼的圖像加密方法、系統、計算機裝置及介質

有效

• 申請號: 202211529465.7
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115842619B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 邱小群;關景新;楊裕;林嘉;蘇泓楷;楊詩殷;官嘉琪;馬維旻
• 申請（專利權）人: 珠海城市職業技術學院
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;G06F21/60;H04L9/08
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 趙偉杰

1.一種基于DNA編碼的圖像加密方法，其特征在于，包括以下步驟：

從預設的DNA編碼規則庫中隨機選取一個DNA編碼規則，并確定所述DNA編碼規則的第一標識值；

根據所述DNA編碼規則對待加密的第一圖像信息進行DNA編碼得到第一DNA編碼矩陣；

將所述第一標識值輸入到預設的第一PUF電路生成第一響應值，并根據所述第一響應值和預設的置亂公式對所述第一DNA編碼矩陣進行置亂，得到置亂后的第二DNA編碼矩陣；

根據所述第一響應值生成DNA蒙版矩陣，并對所述DNA蒙版矩陣和所述第二DNA編碼矩陣進行DNA運算得到第三DNA編碼矩陣；

根據所述DNA編碼規則對所述第三DNA編碼矩陣進行DNA解碼，得到加密后的第二圖像信息；

所述置亂公式為：

Y_i,j＝X_a,b

a＝mod(i·F_n+P，F_n+1)

b＝mod(j·F_n+P，F_n+1)

其中，Y_i,j表示所述第二DNA編碼矩陣中第i+1行第j+1列的DNA編碼值，X_a,b表示所述第一DNA編碼矩陣中第a+1行第b+1列的DNA編碼值，mod表示求余函數，F_n表示斐波那契數列的第n項，F_n+1表示斐波那契數列的第n+1項，n為正整數，P表示所述第一響應值，i、j、a以及b均為區間[0，F_n+1-1]內的自然數。

2.根據權利要求1所述的一種基于DNA編碼的圖像加密方法，其特征在于，所述確定所述DNA編碼規則的第一標識值這一步驟，其具體包括：

根據所述DNA編碼規則確定編碼值A、編碼值T、編碼值C以及編碼值G對應的二進制數值；

按照預設的組合順序將所述編碼值A、所述編碼值T、所述編碼值C以及所述編碼值G進行組合，得到第一編碼值序列；

根據所述編碼值A、所述編碼值T、所述編碼值C以及所述編碼值G對應的二進制數值對所述第一編碼值序列進行賦值，得到第一標識值。

3.根據權利要求1所述的一種基于DNA編碼的圖像加密方法，其特征在于，所述根據所述DNA編碼規則對待加密的第一圖像信息進行DNA編碼得到第一DNA編碼矩陣這一步驟，其具體包括：

確定所述第一圖像信息中各個像素點的像素值，并根據所述像素值生成第一像素值矩陣；

對于所述第一像素值矩陣中的各個像素值，將各所述像素值轉換為八位二進制數，并對所述八位二進制數進行切割處理得到四個二位二進制數，得到第一二進制數矩陣；

對于所述第一二進制數矩陣中的各個二位二進制數，根據所述DNA編碼規則將各所述二位二進制數轉換為對應的編碼值，生成第一DNA編碼矩陣。

4.根據權利要求1所述的一種基于DNA編碼的圖像加密方法，其特征在于，所述將所述第一標識值輸入到預設的第一PUF電路生成第一響應值，并根據所述第一響應值和預設的置亂公式對所述第一DNA編碼矩陣進行置亂，得到置亂后的第二DNA編碼矩陣這一步驟，其具體包括：

確定所述第一DNA編碼矩陣的行數和列數，并根據所述行數和列數選取相應的F_n+1，使得所述行數小于或等于F_n+1，且所述列數小于或等于F_n+1；

將所述第一標識值輸入到預設的第一PUF電路生成第一響應值；

根據選取的F_n+1、所述第一響應值以及所述置亂公式對所述第一DNA編碼矩陣進行置亂，得到置亂后的第二DNA編碼矩陣。