[发明专利]一种数据安全存储方法

说明书

本发明涉及用于保护数据的电子数字数据处理领域，具体涉及一种数据安全存储方法，包括：将待加密图像的灰度图像中所有像素点灰度值转化为八位二进制编码，将二进制编码转化为碱基编码，将待加密灰度图像转化为多个碱基矩阵；对混沌序列进行混沌映射获得密钥图像，根据密钥图像生成多个密钥二维碱基矩阵；计算碱基矩阵运算规则的优选程度，根据碱基矩阵运算规则的优选程度与密钥二维碱基矩阵对碱基矩阵进行加密运算获得加密碱基矩阵；对加密碱基矩阵进行逆变换获得加密灰度值；根据混沌序列参数与碱基矩阵对应最优运算规则对加密后的图像进行解密，本发明加密后的图像与加密前的图像差异更大，生成的加密矩阵随机性更强，提高了密钥的破解难度。

技术领域

本发明涉及用于保护数据的电子数字数据处理领域，具体涉及一种数据安全存储方法。

背景技术

随着互联网的发展，网络中存储传输的数据也在呈指数递增，其中图像数据是数据信息的主要表现形式之一，图像数据中蕴含着大量的信息，如身份信息、地理信息等等，若此类信息被窃取或破坏，极易造成严重的经济损失，严重的甚至会威胁到国家安全。因此，对于蕴含重要信息的图像数据，如遥感图像、军事训练影像等，在进行图像数据的传输或保存时，需要对图像数据进行加密处理。

传统图像加密方法通常为置乱与替换，置乱即将图像中的像素点的位置进行置乱，破坏像素点间的关联信息，以达到加密的目的，但置乱加密仅仅只是改变了像素点的位置信息，像素点的灰度统计直方图并没有发生改变，不法分子很有可能通过直方图的分布特征破解图像，窃取图像中蕴含的重要信息；替换加密即将图像中像素点的灰度值进行替换，使得原始的灰度值信息发生改变，从而达到加密的目的，但替换加密的加密密钥难以管理。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种数据安全存储方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。