[发明专利]基于RT-DNA元胞自动机的图像加密方法

权利要求书

1.一种基于RT-DNA元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、输入一幅8位灰度图像A₀(m，n)，m、n为图像的行列维数；

S2、将图像A₀转化成二值矩阵，按照DNA编码映射规则进行DNA编码，得到DNA序列矩阵D₀；

S3、根据原图像的灰度值，计算初值x₀，然后利用Logistic混沌映射，在初值为x₀，系统参数为μ的条件下，产生长度为m×n×4×2的混沌序列z₁；

S4、利用阈值函数f(x)将混沌序列z₁转化成二值序列，按照DNA编码映射规则进行DNA编码，得到新的DNA序列d_T，其长度为m×n×4，然后对其进行重构，得到大小与矩阵D₀相同的DNA模板D_T；

S5、使用两条天然DNA序列d₁和d₂作为主要的密钥，通过扩增d₁和d₂，得到两条新的DNA序列d′₁和d′₂，其长度分别为m和n×4，然后利用DNA序列矩阵乘运算，得到DNA矩阵D_n；

S6、将DNA矩阵D_n和DNA模板D_T进行DNA序列加运算，得到密钥DNA矩阵D_key；

S7、利用RT-DNA元胞自动机规则，对矩阵D₀和密钥DNA矩阵D_key进行操作，得到DNA加密矩阵D_e；

S8、对DNA加密矩阵D_e按照所述步骤S2的逆过程获得灰度值矩阵，输出图像A₁。

2.根据权利要求书1所述的基于RT-DNA元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，所述步骤S2中按照DNA编码映射规则进行DNA编码为：建立满足碱基互补配对原则的DNA编码映射规则，用00、01、10、11分别对DNA序列中的四个碱基进行二进制编码，用A表示00，C表示01，G表示10，T表示11。

3.根据权利要求书1所述的基于RT-DNA元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，所述步骤S3中根据原图像的灰度值，计算初值x₀为：首先，计算出原图像灰度值之和SUM，其中m、n为原图像的行列维数，a_ij是坐标为(i，j)像素点的灰度值，然后根据公式(2)，计算初值x₀；

x₀＝SUM/(m×n×255)    (2)。

4.根据权利要求书1所述的基于RT-DNA元胞自动机的图像加密方法，其特征在于，所述步骤S4中得到大小与矩阵D₀相同的DNA模板D_T为：首先，将步骤S3中产生的混沌序列z₁，按照阈值函数f(x)转化成二值序列，见公式(3)；然后，将得到的二值序列按照DNA编码映射规则进行编码，得到一条DNA序列d_T， 其长度为m×n×4；接着，将DNA序列d_T重构成大小为m×(n×4)的DNA模板D_T；

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