[发明专利]一种DNA乱序编码和混沌映射的图像加密和解密方法

摘要

本发明提供了一种DNA乱序编码和混沌映射的图像加密和解密方法，所述加密方法是一种以混沌加密技术中的一维Logistic混沌映射、DNA编码计算为基础，再综合DNA乱序编码、基于多个一维Logistic混沌映射的按位抽取算法以及二维混沌置乱的加密方法。本发明加密和解密均利用混沌系统按本文相应算法产生的随机矩阵，结合明文图像矩阵进行DNA乱序编码，并用二维混沌置乱进行加密图像的比特级置乱来代替DNA碱基对互补替换，降低加密成本的同时，也使加密算法具有良好的加密结构可有效抵抗各种密码攻击行为。

主权项

一种DNA乱序编码和混沌映射的图像加密方法，其特征在于，包括如下步骤：S101.设置混沌系统的密钥：读取原图像大小m*n，密钥u0、x0、u1、x1，并计算明文图像的信息熵h0；S102.所述混沌系统根据密钥产生加密矩阵：生成两个一维Logistic映射，彼此进行按位抽取，生成的四个随机加密矩阵：Zb1{i,j}m*8n、Zb2{i,j}m*8n、Z3{i,j}m*8n以及Z4{i,j}m*8n，并对Zb1{i,j}m*8n和Zb2{i,j}m*8n分别进行随机加密以进行DNA标准编码，得到对应的DNA矩阵Zdna_1{i,j}m*4n、Zdna_2{i,j}m*4n；S103.DNA编码：将明文图像A{i,j}m*n二进制化后，按第一预设方式进行DNA编码得到Adna{i,j}m*4n；S104.DNA乱序编码：将Adna{i,j}m*4n按第二预设方式以及Zdna_1{i,j}m*4n进行DNA乱序编码得到Bdna{i,j}m*4n；S105.DNA加法：将Bdna{i,j}m*4n按第三预设方式与Zdna_2{i,j}m*4n进行DNA加法得到Cdna{i,j}m*4n；S106.DNA解码：将Cdna{i,j}m*4n按第一预设方式的编码方式，进行DNA解码，得到二进制矩阵Kb{i,j}m*8n；S107.二维混沌置乱：依据Z3{i,j}m*8n和Z4{i,j}m*8n两个随机加密矩阵进行行列互换，置乱Kb{i,j}m*8n，得到K'b{i,j}m*8n；S108.将K'b{i,j}m*8n恢复为灰度图像，即得到密文图像K{i,j}m*n。