[发明专利]一种基于基因杂交和基因突变的图像DNA加密存储方法

权利要求书

1.一种基于基因杂交和基因突变的图像DNA加密存储方法，其特征在于，包括：

S1：将待加密图像输入到哈希函数SHA3_256中，得到长度为256bit的哈希值H，通过哈希值H生成密钥；

S2：将待加密图像用所述密钥进行行置乱和列置乱，得到置乱图像；

S3：将置乱图像与密钥编码为DNA序列，通过碱基异或运算对两条DNA序列进行基因杂交操作，得到杂交DNA序列；将杂交DNA序列解码为二进制序列，把二进制序列排成图像，得到置换图像；

S4：对置换图像进行双重扩散，得到密文DNA序列；合成并存储所述密文DNA序列于DNA存储系统中。

2.根据权利要求1所述的一种基于基因杂交和基因突变的图像DNA加密存储方法，其特征在于，所述生成密钥这一步骤，包括：通过公式(1)将所述哈希值H均分为32份；

H＝{h₁,h₂,h₃,……,h₃₂} (1)

通过公式(2)和公式(3)得到Rossler混沌系统三个初值x₀，y₀和z₀；

将所述初值x₀,y₀和z₀输入Rossler混沌系统，得到三条混沌序列x,y,z，其中d为中间变量；

通过公式(4)处理所述混沌序列x,y,z，得到三条整数序列x′,y′和z′；

其中M，N为所述待加密图像的长和宽，并通过公式(5)生成密钥，其中reshape表示将序列以行优先顺序排成M×N矩阵，argsort表示将序列以升序排序，并返回其排序后的索引序列：

从所述整数序列x′的随机数ρ₁位置向后截取一段M×N长的序列，按行优先顺序排成M×N矩阵，得到所述密钥A₁；

从所述整数序列y′的随机数ρ₂位置向后截取一段M×N长的序列，按列优先顺序排成M×N矩阵，得到所述密钥A₂；

从所述整数序列z′的随机数ρ₃位置向后截取一段M×N长的序列，按行优先顺序排成M×N矩阵，得到所述密钥A₃；

从所述整数序列z′的随机数ρ₄位置向后截取一段M×N长的序列，得到所述密钥Z；

从所述混沌序列x的随机数ρ₅位置向后截取一段256长的序列，将所述256长的序列以升序排序，并返回其排序后的索引序列，得到所述密钥index₁；

从所述混沌序列y的随机数ρ₆位置向后截取一段M×N长的序列，将所述M×N长的序列以升序排序，并返回其排序后的索引序列，得到所述密钥index₂；

从所述混沌序列z的随机数ρ₇位置向后截取一段M×N长的序列，将所述M×N长的序列以升序排序，并返回其排序后的索引序列，得到所述密钥index₃。

3.根据权利要求1所述的一种基于基因杂交和基因突变的图像DNA加密存储方法，其特征在于，所述S2中，将密钥A₁的每一行作为行置乱向量，置乱所述待加密图像的每行像素点，得到行置乱图像；

将密钥A₂的每一列作为列置乱向量，置乱所述行置乱图像的每列像素点，得到所述置乱图像。