[发明专利]基于DNA编码和混沌映射的图像加密算法

摘要

基于DNA编码和混沌映射的图像加密算法，包括以下步骤：首先是通过一维逻辑混沌映射产生的索引表分别对数字图像的行和列的像素进行位置的交换，从而达到对图像像素置乱的目的；然后将置乱后的每一个像素值用4个DNA编码表示，再利用Chebyshev映射进行一系列的迭代运算从而得到一个一维序列；接着利用该序列对已经编好的DNA序列根据一定的规则进行对应的互补替换；最后将得到的像素值还原成图像，即为加密后的图像。实验结果和安全分析证明该算法不仅可以达到良好的加密效果，而且有足够大的密钥空间去抵制一般的攻击。

主权项

一种基于DNA编码和混沌映射的图像加密算法，包括以下步骤： 输入：灰度图像I，Logistic映射的初值a0和b0，参数μa和μb，Chebyshev映射的初值z0和q0，参数wz和wq。 输出：加密图像。 (1)将灰度图像I转换成大小为M×N的二维矩阵I1，根据Logistic映射公式产生的两个一维的降序索引序列,用来分别交换矩阵I1的行和列，从而产生新的置乱后的图像I′。 (2)随机产生一个1‑8的整数r1，使用第r1种DNA编码规则，利用该DNA编码规则将矩阵I′转化成一个大小为M×N×4的一维DNA编码序列X。 (3)利用Chebyshev映射经过四次变换得到迭代次数序列C。接着随机产生一个1‑6的整数r2，使用6种碱基对互补规则中的第r2种规则与ci上的每一位的值对应，将DNA序列X中核苷酸xi进行互补替换，互补替换后的DNA序列为X′。 (4)随机产生一个1‑8的整数r3，使用第r3种DNA编码规则，再把DNA序列X′转换成大小为M×N×8二进制一维序列II′。把一维二进制序列II′转换成M行N列的十进制二维矩阵III，最后再把二维矩阵III转换成加密图像III′并输出。