[发明专利]一种数据安全存储方法

权利要求书

1.一种数据安全存储方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵；

S2: 对待加密灰度图像进行混沌映射获得初始密钥二维碱基矩阵；将初始碱基矩阵和初始密钥二维碱基矩阵进行分组，分别得到若干碱基矩阵和若干密钥二维碱基矩阵；

S3: 分别利用四种运算规则对每个密钥二维碱基矩阵与碱基矩阵中的像素值进行计算得到每种运算规则的运算结果，将运算结果与待加密灰度图像中像素值差异最大的运算规则记为每个像素点的最优运算规则；根据每种最优运算规则对应的像素点数量获得每个碱基矩阵中每个运算规则的优选程度；根据每个碱基矩阵中运算规则的优选程度获得每个碱基矩阵的最优运算规则；

S4: 对每个碱基矩阵采用其对应的最优运算规则与每个密钥二维碱基矩阵进行运算得到每个加密碱基矩阵，将所有加密碱基矩阵进行拼接然后进行逆变换得到待加密灰度图像的加密图像，并将加密图像的混沌序列参数与所有碱基矩阵对应最优运算规则进行存储；

S5：根据存储的混沌序列参数与碱基矩阵对应最优运算规则对加密图像进行解密得到加密之前的待加密灰度图像。

2.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵的步骤包括：

将待加密灰度图像中所有像素点的灰度值转化为二进制编码，用碱基A表示00，碱基T表示11，碱基G表示01，碱基C表示10，将二进制编码序列映射到DNA碱基中得到碱基编码，从而将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述对待加密灰度图像进行混沌映射获得初始密钥二维碱基矩阵的步骤包括：

根据混沌模型映射获得[0,1]之间的混沌序列，将得到的[0,1]之间的混沌序列中每一个数乘以255并向下取整得到[0,255]的混沌序列，将[0,255]混沌序列转换为大小为M×N的二维矩阵，将二维矩阵作为密钥图像，对二维矩阵中的所有数值进行八位二进制转换，并将八位二进制编码转换为碱基编码获得初始密钥二维碱基矩阵；M和N为待加密灰度图像的长宽。

4.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述将初始碱基矩阵和初始密钥二维碱基矩阵进行分组，分别得到若干碱基矩阵和若干密钥二维碱基矩阵的步骤包括：

将初始碱基矩阵中每一个像素点的第一个碱基提取出来，所有像素点的第一个碱基组成一组，记为第一碱基矩阵；将初始碱基矩阵中每一个像素点的第二个碱基提取出来，所有像素点的第二个碱基组成一组，记为第二碱基矩阵；将初始碱基矩阵中每一个像素点的第三个碱基提取出来，所有像素点的第三个碱基组成一组，记为第三碱基矩阵；将初始碱基矩阵中每一个像素点的第四个碱基提取出来，所有像素点的第四个碱基组成一组，记为第四碱基矩阵；

将初始密钥二维碱基矩阵中每一个像素点的第一个碱基提取出来，所有像素点的第一个碱基组成一组，记为第一密钥二维碱基矩阵；将初始密钥二维碱基矩阵中每一个像素点的第二个碱基提取出来，所有像素点的第二个碱基组成一组，记为第二密钥二维碱基矩阵；将初始密钥二维碱基矩阵中每一个像素点的第三个碱基提取出来，所有像素点的第三个碱基组成一组，记为第三密钥二维碱基矩阵；将初始密钥二维碱基矩阵中每一个像素点的第四个碱基提取出来，所有像素点的第四个碱基组成一组，记为第四密钥二维碱基矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述根据每种最优运算规则对应的像素点数量获得每个碱基矩阵中每个运算规则的优选程度的步骤包括：

获取第个碱基矩阵的运算规则k的优选程度公式为：

式中，表示碱基矩阵运算规则为的运算规则的优选程度，其中为正整数且最大取4，表示加法运算，表示减法运算，表示异或运算，表示同或运算，表示碱基矩阵中最优运算规则为的像素点的出现的次数，表示第 个碱基矩阵中像素点的数量。

6.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述根据每个碱基矩阵中运算规则的优选程度获得每个碱基矩阵的最优运算规则的步骤包括：

将每个碱基矩阵中的最大优选程度对应的运算规则记为每个碱基矩阵的最优运算规则。

7.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述得到加密之前的待加密灰度图像的步骤包括：

根据混沌序列参数生成对应的混沌序列，将混沌序列转换为M×N大小的二维矩阵，对二维矩阵与加密密文均进行八位二进制转换，并转换生成对应的碱基矩阵，通过对应碱基矩阵的运算规则进行解密，得到解密后的二进制数，并拼接得到对应的八位二进制编码，八位二进制编码转换为10进制后即可得到原始的待加密灰度图像；M和N为待加密灰度图像的长宽。