[发明专利]一种基于SHA-512的动态DNA彩色图像加密方法

权利要求书

1.一种基于SHA-512的动态DNA彩色图像加密方法，其特征在于，包括：

S1、将明文图像送入第一处理支路进行基于SHA-512算法的转换操作，生成哈希序列，并根据所述哈希序列计算混沌系统的初值和间歇参数，所述混沌系统包括四翼混沌系统和洛伦茨混沌系统；

S2、将明文图像送入第二处理支路进行基于2D-RT算法的置乱操作，并将得到的置乱结果分解成红、绿、蓝三个通道；

S3、对所述红、绿、蓝三个通道矩阵和四翼混沌系统产生的混沌矩阵进行重组，生成第一中间矩阵，所述四翼混沌系统产生的混沌矩阵由四翼混沌系统初始值迭代转换获得；

S4、对洛伦茨混沌系统产生的混沌矩阵进行重组，生成第二中间矩阵，所述洛伦茨混沌系统产生的混沌矩阵由洛伦茨混沌系统初始值迭代转换获得；

S5、对所述第一中间矩阵和第二中间矩阵分别进行DNA编码、DNA扩散及DNA解码及转换操作对应得到十进制矩阵F和矩阵X，对所述矩阵F和矩阵X进行分解；

S6、对分解结果进行置乱操作，从而得到加密图像；

S1中所述哈希序列为K＝[k₁,k₂,…,k₆₄]，其中，k₁,k₂,…,k₆₄是取值范围为[0,255]的十进制整数；

根据所述哈希序列计算混沌系统的初值和间歇参数的步骤，主要包括：

(1)计算用于得到混沌系统初值的参数h₁-h₇：

(2)计算四翼混沌系统初值x₀,y₀,z₀和w₀：

(3)计算洛伦茨混沌系统初值c₁,c₂和c₃：

(4)计算间歇参数index₁-index₈：

S3中对所述红、绿、蓝三个通道矩阵和四翼混沌系统产生的混沌矩阵进行重组，生成第一中间矩阵，具体包括：

对所述红、绿、蓝三个通道矩阵进行二进制转换，得到矩阵R_bin,G_bin和B_bin；

利用间歇参数根据以下计算生成第一中间矩阵T：

T＝T_i(i＝1,2,…,6)，其中i＝index₁，且

S4中对洛伦茨混沌系统产生的混沌矩阵进行重组，生成第二中间矩阵，具体包括：

利用所述初值迭代洛伦茨混沌系统后，处理生成等长序列L₁,L₂和L₃；

对所述序列L₁,L₂和L₃进行二进制转换，得到矩阵L1_bin,L2_bin和L3_bin；

利用间歇参数根据以下计算生成第二中间矩阵CT：

CT＝CT_i(i＝1,2,…,6)，其中i＝index₃

S5中对所述第一中间矩阵和第二中间矩阵分别进行DNA编码，具体包括：

获取DNA编码矩阵ER_T和ER_CT，具体包括：

利用所述初值迭代四翼混沌系统后，处理生成等长序列X₁,Y₁和Z₁，

利用矩阵重构函数分别将所述序列X₁,Y₁和Z₁转换成三个混沌矩阵X_1,Y_1和Z_1，

利用间歇参数index₂和mod(index₃,6)+1根据以下计算获取DNA编码矩阵ER_T和ER_CT：

ER_T＝ER_i,ER_CT＝ER_j,i＝index₂,j＝mod(index₂,6)+1,i＝

{1,2,…,6},j＝{1,2,…,6},其中

对所述第一中间矩阵T和第二中间矩阵CT进行编码，得到相应的DNA矩阵：

DNA_T＝[T_DNA18,T_DNA27,T_DNA36,T_DNA45]以及DNA_CT＝[CT_DNA18,CT_DNA27,CT_DNA36,CT_DNA45]；

计算DNA矩阵间的海明距离，并利用所述海明距离更新混沌系统初值参数；

利用更新后的初值计算新的混沌序列。

2.根据权利要求1所述的图像加密方法，其特征在于，所述DNA扩散操作包括：对第一中间矩阵进行DNA互补运算；对第二中间矩阵进行DNA循环替换操作。