[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

本發明公開了基于DNA編碼的圖像加密方法、系統、計算機裝置及介質，方法包括：從DNA編碼規則庫中選取DNA編碼規則，確定DNA編碼規則的第一標識值；根據DNA編碼規則對第一圖像信息進行DNA編碼得到第一DNA編碼矩陣；將第一標識值輸入第一PUF電路生成第一響應值，根據第一響應值和置亂公式對第一DNA編碼矩陣進行置亂，得到第二DNA編碼矩陣；根據第一響應值生成DNA蒙版矩陣，對DNA蒙版矩陣和第二DNA編碼矩陣進行DNA運算得到第三DNA編碼矩陣；根據DNA編碼規則對第三DNA編碼矩陣進行DNA解碼，得到第二圖像信息。本發明提高了圖像加密的效率，增強了圖像加密的安全性，可應用于圖像處理技術領域。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其是一種基于DNA編碼的圖像加密方法、系統、計算機裝置及介質。

背景技術

圖像加密是一個很重要的保護信息安全的途徑，其主要目的是將圖像信息加密成為噪聲信息，使其難以辨別，只有通過正確的密鑰才能解密出正確的原始圖像，這樣即使攻擊者竊取到密文圖像也無法破解，保證了圖像信息的安全。與文本加密不同，數字圖像具有大數據量、高冗余度、強像素相關性的特點，若采用傳統的加密方法(如AES、DES等)對數據量很大的圖像進行加密，則加密效率較低，對系統的算力要求也比較高。

基于混沌系統的圖像加密方法是近年來發展起來的一種圖像加密技術，它是將待加密的圖像信息看作是按照某種編碼方式的二進制的數據流，利用混沌信號來對圖像數據流進行加密。然而該方法中位置的置亂和像素的替換是逐個像素單獨進行，各個步驟之間缺少關聯，這樣對于選擇明文攻擊來說是可行的，即攻擊者可以利用一些特殊的圖像來進行算法的分析，從而找出該圖像加密方法中像素置亂的規則，因此安全性不足。

發明內容

本發明的目的在于至少一定程度上解決現有技術中存在的技術問題之一。

為此，本發明實施例的一個目的在于提供一種基于DNA編碼的圖像加密方法，該圖像加密方法提高了圖像加密的效率，增強了圖像加密的安全性。

本發明實施例的另一個目的在于提供一種基于DNA編碼的圖像加密系統。

為了達到上述技術目的，本發明實施例所采取的技術方案包括：

一方面，本發明實施例提供了一種基于DNA編碼的圖像加密方法，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)