[发明专利]基于混沌和DNA动态平面运算的图像加、解密方法及系统

权利要求书

1.一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：该方法包括以下步骤：

(1)利用原始平面图像产生混沌系统所需的初始值，建立混沌系统初始值与原始图像的关系；

(2)根据混沌系统初始值产生置乱阶段需要使用的位置信息，在置乱阶段，根据位置信息采用交叉置乱算法排列原始图像，得到排列后的图像；

(3)将排列后的图像划分为四个相同大小的子图像，任意选择其中一个子图像，采用DNA匹配规则对选择的子图像进行编码，将编码后的子图像动态分解为四个DNA平面；

(4)采用交叉置乱算法排列四个DNA平面，将这四个经过置乱的DNA平面重新组合成子图像，并进行DNA解码获得新的子图像；

(5)采用新的子图像以异或操作混淆和扩散至其他三个子图像，分别得到三个新的子图像，将这四个新的子图像重新组合得到完整的加密图像。

2.如权利要求1所述的一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：所述步骤(1)中具体采用SHA3-512散列函数将原始平面图像映射为由512比特位组成的十六进制值序列，对十六进制值序列进行算数运算得到满足混沌系统需求的十进制初始值；

所述步骤(1)采用SHA3-512散列函数建立混沌系统初始值与原始图像的关系的具体步骤为：

(1-1)采用SHA3-512散列函数将原始平面图像映射为由512比特位组成的十六进制值序列；

(1-2)从512比特位组成的十六进制值序列中任一获取4组8比特位的十六进制值；并分别由十六进制转换为十进制；

(1-3)将4组8比特位的十进制值依次进行位级别的异或得到中间值，由中间值得到驱动混沌系统的初始值，并将初始值进行标准化。

3.如权利要求1所述的一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：所述步骤(2)中采用分段线性混沌映射法产生置乱阶段需要使用的位置信息；

所述步骤(2)中采用分段线性混沌映射法产生置乱阶段需要使用的位置信息后，对位置信息值进行标准化，将标准化后的位置信息值应用于置乱阶段。

4.如权利要求1所述的一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：所述步骤(5)采用新的子图像以异或操作混淆和扩散至其他三个子图像的具体步骤为：

将新的子图像作为第一新子图像，在其他三个子图像中选择任意一个子图像作为第二子图像，将第一新子图像与第二子图像进行异或得到第二子图像的新的子图像；

将第二子图像的新的子图像作为第二新子图像，在其他剩余两个子图像中选择任意一个子图像作为第三子图像，将第二新子图像与第三子图像进行异或得到第三子图像的新的子图像；

将第三子图像的新的子图像作为第三新子图像，将其他剩余一个子图像作为第四子图像，将第三新子图像与第四子图像进行异或得到第四子图像的新的子图像，作为第四新子图像。

5.一种存储设备，其中存储有多条指令，其特征是：所述指令适于由处理器加载并执行：

(1)利用原始平面图像产生混沌系统所需的初始值，建立混沌系统初始值与原始图像的关系；

(2)根据混沌系统初始值产生置乱阶段需要使用的位置信息，在置乱阶段，根据位置信息采用交叉置乱算法排列原始图像，得到排列后的图像；

(3)将排列后的图像划分为四个相同大小的子图像，任意选择其中一个子图像，采用DNA匹配规则对选择的子图像进行编码，将编码后的子图像动态分解为四个DNA平面；

(4)采用交叉置乱算法排列四个DNA平面，将这四个经过置乱的DNA平面重新组合成子图像，并进行DNA解码获得新的子图像；

(5)采用新的子图像以异或操作混淆和扩散至其他三个子图像，分别得到三个新的子图像，将这四个新的子图像重新组合得到完整的加密图像。