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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种基于DNA编码技术和超混沌系统的图像加密方法，包括以下步骤：计算待加密图像的散列值，作为密钥；通过密钥生成Lorenz超混沌系统、Chen超混沌系统的初始参数和分块的尺寸；利用Lorenz超混沌系统生成DNA编码规则、DNA解码规则和DNA运算规则；待加密图像经过DNA编码、DNA运算和DNA解码，得到扩散后的图像；扩充扩散后的图像；利用Chen超混沌系统生成第一混沌序列和第二混沌序列；根据第一混沌序列元素值的升序顺序对扩充后的图像进行块置乱；根据第二混沌序列元素值的升序顺序对块置乱后的图像进行索引置乱，得到最终加密的图像。本发明密钥空间大、安全性高。

主权项：1.一种基于DNA编码技术和超混沌系统的图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入待加密图像；S2、计算所述待加密图像的散列值作为加密方法的密钥；S3、通过所述密钥生成Lorenz超混沌系统、Chen超混沌系统的初始参数和分块的尺寸，具体包括：S301、将所述密钥划分为16个片段，每个片段为二进制数；K＝K1K2…Kn…K16其中，K为密钥，Kn为第n个密钥片段，n为[1,16]的整数；S302、按下列公式生成Lorenz超混沌系统的初始参数； 其中，bin2dex将二进制数x转为十进制数；x1、y1、z1、w1是Lorenz超混沌系统各分量的初始值，范围为[0,1；d是Lorenz超混沌系统的参数，范围为[-1.2,-0.2；S303、按下列公式生成Chen超混沌系统的初始参数； 其中，x2、y2、z2是Chen超混沌系统各分量的初始值，范围为[0,1；g是Chen超混沌系统的参数，范围为[25,28；S304、按下列公式生成分块的尺寸； 其中，modx,y是x对y取模，i、j是分块的长和宽，为[5,9]的整数；S4、利用所述Lorenz超混沌系统生成DNA编码规则、DNA解码规则和DNA运算规则，具体包括：采用d作为Lorenz超混沌系统的参数，x1、y1、z1、w1作为Lorenz超混沌系统的各状态分量的初始值，迭代得到各状态分量在时域上的混沌序列X1、Y1、Z1、W1，序列的相邻元素在时域上的间隔为1，X1、Y1、Z1的长度均为mn，W1的长度为2mn，其中m为原图的长，n为原图的宽；S501、根据下式计算伪随机序列A1；A1＝modfloorX11:mn×214,256其中，floorx表示对实数x向下取整，A1的元素为[0,255]的整数；S502、根据下式计算DNA编码规则和解码规则；E1＝modfloorY11:mn×214,8E2＝modfloorZ11:mn×214,8D＝modfloorW11:mn×214,8其中，E1和E2为编码规则，D为解码规则，它们的元素都是[0,7]的整数，每个整数代表1种编解码规则；S503、根据下式计算DNA运算规则；O＝modfloorW1mn+1:2mn×214,4O的元素是[0,3]的整数，每个整数代表1种运算规则；所述待加密图像经过DNA编码、DNA运算和DNA解码，得到扩散后的图像；扩充所述扩散后的图像，使其尺寸变为分块尺寸的最小整数倍；利用所述Chen超混沌系统生成第一混沌序列和第二混沌序列；根据所述第一混沌序列元素值的升序顺序对所述扩充后的图像进行块置乱，具体包括：S1301、按元素值升序对第一混沌序列A2的索引值进行排序，得到索引序列；S1302、对图像按块的行展开，根据索引序列第p个元素值q，重新摆放图像第p块到第q块的位置；S1303、将矩阵重新排列回原图的矩阵尺寸，得到块置乱后的图像；所述根据第二混沌序列元素值的升序顺序对块置乱后的图像进行索引置乱，具体包括：S1401、按元素值升序对第二混沌序列A3的索引值进行排序，得到索引序列；S1402、对图像按行展开，根据索引序列第p个元素值q，重新摆放图像第p个元素到第q个元素的位置；S1403、将一维矩阵重新排列回原图的矩阵尺寸，得到索引置乱后的图像，即最终加密图像；根据所述第二混沌序列元素值的升序顺序对所述块置乱后的图像进行索引置乱，得到最终加密的图像。

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