申请/专利权人：郑州轻工业大学

申请日：2023-08-09

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN116961904B

主分类号：H04L9/08

分类号：H04L9/08;H04L9/00;H04L9/06;H04N1/44;G06N3/123

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.11.14#实质审查的生效;2023.10.27#公开

摘要：本发明提出了一种基于双置乱与受控DNA编码的企业信息图像加密方法，步骤为：对图像P进行SHA‑256算法处理得到密钥，计算3D混沌系统的两组初始参数；将两组初始参数分别带入到3D混沌系统中进行迭代得到混沌序列；从一混沌序列中截取序列与一混沌序列对图像P的子块进行随机螺旋置乱得到图像P1；从一混沌序列中截取序列对图像P1进行比特交叉置乱得到图像P2；根据受控DNA编码方法分别对图像P2和一个混沌序列进行编码得到两个DNA序列；对两个DNA序列进行密文反馈；根据一个混沌序列选择的DNA编码规则进行解码，得到密文图像。本发明可以有效抵抗统计攻击、差分攻击、噪声攻击、裁剪攻击等，且安全有效，可以广泛使用于图像的通信传输。

主权项：1.一种基于双置乱与受控DNA编码的企业信息图像加密方法，其特征在于，其步骤如下：Step1：输入大小M×N的图像P，对图像P进行SHA-256算法处理后得到密钥K，根据密钥K计算3D混沌系统的两组初始参数；Step2：将两组初始参数分别带入到3D混沌系统中进行迭代，得到2组共6个长度为M×N的混沌序列，对混沌序列进行重构操作得到混沌序列SeqU、SeqV、SeqW、SeqX、SeqY、SeqZ；Step3：依次从混沌序列SeqU中截取序列U1、U2、U3，利用序列U1、U2、U3和混沌序列SeqV对图像P的子块进行随机螺旋置乱，得到置乱后的图像P1；所述随机螺旋置乱的方法为：将图像P分为m个大小为n×n的子块{B1,B2,…Bm}，其中n128，当m为非整数时，对图像P进行补零，使得M×N＝m×n×n；从混沌序列SeqU中依次截取长度为m的混沌序列U1、U2、U3，混沌序列U1的元素用于选择子块{B1,B2,…Bm}螺旋扫描的起点，混沌序列U2的元素用于选择子块的螺旋扫描方向，混沌序列U3的元素用来对各个子块进行索引置乱，混沌序列SeqV的元素用于各个子块内像素进行索引置乱；Step4：依次从混沌序列SeqW中截取序列W1、W2、W3、W4、W5，利用序列W1、W2、W3、W4、W5对图像P1进行比特交叉置乱，得到置乱后的图像P2；所述比特交叉置乱的方法为：依次从混沌序列SeqW中截取2个长度为M的混沌序列W1、W2和3个长度为N的混沌序列W3、W4、W5；混沌序列W1的元素对2取模操作计算得到的结果用于选取行的循环移位方向，0、1分别代表行进行左移、右移循环；混沌序列W3的元素对2取模操作计算得到的结果用于选取列的循环移位方向，0、1分别代表列进行上移、下移循环；混沌序列W2和混沌序列W4分别用于选取行和列的循环移位距离，混沌序列W5用于选取当前像素列需要进行循环移位的比特平面；将图像P1的像素值转化为二进制得到二进制矩阵，二进制矩阵的第i2行根据混沌序列W1的第i2个元素对2取模的值向左或右循环移动W2i2位，然后对循环移动后的二进制矩阵的第i2列二进制数的第W5i2列根据混沌序列W3的第i2个元素对2取模的值向下或上循环移动W4i2位，一直到i2等于M或者N结束循环；然后将二进制数转化为十进制得到置乱后的图像P2；其中，W2i2、W5i2、W4i2分别为混沌序列W2、W5、W4的第i2个元素;Step5：将混沌序列SeqX转为二进制序列，利用二进制序列根据受控DNA编码方法分别对图像P2和混沌序列SeqY进行编码，分别得到DNA序列P3和DNA混沌序列DY；对DNA序列P3和DNA混沌序列DY进行密文反馈，得到DNA序列P4；所述受控DNA编码方法的实现方法为：通过编码类别S判断图像二进制序列的相邻两位比特位c、d的组别，再通过混沌序列SeqX作为控制位来对像素进行编码；然后将混沌序列SeqX转为二进制序列X，根据二进制序列X的值和受控DNA编码规则来选择对应的DNA编码规则；Step6：根据混沌序列SeqZ选择的DNA编码规则对DNA序列P4进行解码，得到密文图像C。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 郑州轻工业大学 一种基于双置乱与受控DNA编码的企业信息图像加密方法

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