基于混沌和DNA动态平面运算的图像加、解密方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及本发明专利技术公开一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加、解密方法及系统，加密方法利用原始平面图像产生混沌系统所需的初始值；产生置乱阶段需要使用的位置信息，根据位置信息采用交叉置乱算法排列原始图像；将排列后的图像划分为四个相同大小的子图像，任意选择其中一个子图像，采用DNA匹配规则对其进行编码，动态分解为四个DNA平面；采用交叉置乱算法排列四个DNA平面，重新组合成子图像，并进行DNA解码获得新的子图像；采用新的子图像以异或操作混淆和扩散至其他三个子图像，得到三个新的子图像，将四个新的子图像重新组合得到加密图像。解密方法是加密方法的完全逆过程。本发明专利技术具有较强的抵御典型攻击的能力，具有良好的安全性能。

Image adding and decryption method and system based on chaos and DNA dynamic plane operation

The present invention relates to the invention discloses a system and image plane operation chaos and DNA dynamic encryption and decryption method based on encryption method using the original image plane to produce the initial chaotic system to a desired value; generate scrambling stage need to use location information, according to the location information using cross scrambling algorithm arrangement of original image; image division arrangement after the four of the same size sub image, choose one of the sub image, the encoding by DNA matching rules, dynamic decomposition of the four DNA plane; the cross scrambling algorithm arranged four DNA plane, reassembled into sub images, and DNA decoding to obtain a new image; the new image to the XOR operation of confusion and diffusion to other three sub images, obtained three new sub images, four new sub image re combination encryption map Like. The decryption method is the complete inverse process of the encryption method. The invention has strong ability to resist typical attack, and has good safety performance.

【技术实现步骤摘要】
基于混沌和DNA动态平面运算的图像加、解密方法及系统
本专利技术属于图像加解密的
，尤其涉及一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加、解密方法及系统。
技术介绍
HTTPS也被称为HTTPoverSSL，HTTPoverTLS和HTTPSecure，用于Internet上的安全通信。HTTPS主要有两个步骤：密钥交换和数据加密。对称加密是最快速、最简单的一种加密方式。非对称加密为数据的加密与解密提供了一个非常安全的方法，与对称加密相比，在相同条件下，非对称加密花费更多的时间。因此，在实际应用中，由于密钥量比实际数据小，所以在密钥交换阶段使用非对称加密。然而，在数据加密阶段已经应用了对称加密，对称加密需要将密钥在网络传输，安全性不高。近年来，混沌常常被用于设计图像加密算法。由于其对初始条件，伪随机性，遍历性和再现性的敏感依赖性，与加密需要的特征非常相似，从而混沌被广泛应用于图像加密领域。虽然目前混沌系统与加密技术相结合是现如今最热门的一个课题，有大量的加密算法面世，但是这些加密算法并不成熟，仍然需要进一步的研究。DNA编码与解码是一种处理信息的生物学方法。随着计算技术的飞速发展，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：该方法包括以下步骤：(1)利用原始平面图像产生混沌系统所需的初始值，建立混沌系统初始值与原始图像的关系；(2)根据混沌系统初始值产生置乱阶段需要使用的位置信息，在置乱阶段，根据位置信息采用交叉置乱算法排列原始图像，得到排列后的图像；(3)将排列后的图像划分为四个相同大小的子图像，任意选择其中一个子图像，采用DNA匹配规则对选择的子图像进行编码，将编码后的子图像动态分解为四个DNA平面；(4)采用交叉置乱算法排列四个DNA平面，将这四个经过置乱的DNA平面重新组合成子图像，并进行DNA解码获得新的子图像；(5)采用新的子图像以异或操作混淆...

【技术特征摘要】
1.一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：该方法包括以下步骤：(1)利用原始平面图像产生混沌系统所需的初始值，建立混沌系统初始值与原始图像的关系；(2)根据混沌系统初始值产生置乱阶段需要使用的位置信息，在置乱阶段，根据位置信息采用交叉置乱算法排列原始图像，得到排列后的图像；(3)将排列后的图像划分为四个相同大小的子图像，任意选择其中一个子图像，采用DNA匹配规则对选择的子图像进行编码，将编码后的子图像动态分解为四个DNA平面；(4)采用交叉置乱算法排列四个DNA平面，将这四个经过置乱的DNA平面重新组合成子图像，并进行DNA解码获得新的子图像；(5)采用新的子图像以异或操作混淆和扩散至其他三个子图像，分别得到三个新的子图像，将这四个新的子图像重新组合得到完整的加密图像。2.如权利要求1所述的一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：所述步骤(1)中具体采用SHA3-512散列函数将原始平面图像映射为由512比特位组成的十六进制值序列，对十六进制值序列进行算数运算得到满足混沌系统需求的十进制初始值；所述步骤(1)采用SHA3-512散列函数建立混沌系统初始值与原始图像的关系的具体步骤为：(1-1)采用SHA3-512散列函数将原始平面图像映射为由512比特位组成的十六进制值序列；(1-2)从512比特位组成的十六进制值序列中任一获取4组8比特位的十六进制值；并分别由十六进制转换为十进制；(1-3)将4组8比特位的十进制值依次进行位级别的异或得到中间值，由中间值得到驱动混沌系统的初始值，并将初始值进行标准化。3.如权利要求1所述的一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：所述步骤(2)中采用分段线性混沌映射法产生置乱阶段需要使用的位置信息；所述步骤(2)中采用分段线性混沌映射法产生置乱阶段需要使用的位置信息后，对位置信息值进行标准化，将标准化后的位置信息值应用于置乱阶段。4.如权利要求1所述的一种基于混沌和DNA动态平面运算的图像加密方法，其特征是：所述步骤(5)采用新的子图像以异或操作混淆和扩散至其他三个子图像的具体步骤为：将新的子图像作为第一新子图像，在其他三个子图像中选择任意一个子图像作为第二子图像，将第一新子图像与第二子图像进行异或得到第二子图像的新的子图像；将第二子图像的新的子图像作为第二新子图像，在其他剩余两个子图像中选择任意一个子图像作为第三子图像，将第二新子图像与第三子图像进行异或得到第三子图像的新的子图像；将第三子图像的新的子图像作为第三新子图像，将其他剩余一个子图像作为第四子图像，将第三新子图像与第四子图像进行异或得到第四子图像的新的子图像，作为第四新子图像。5.一种存储设备，其中存储有多条指令，其特征是：所述指令适于由处理器加载并执行：(1)利用原始平面图像产生混沌系统所需的初始值，建立混沌系统初始值与原始图像的关系；(2)根据混沌系统初始值产生置乱阶段需要使用的位置信息，在置乱阶段，根据位置信息采用交叉置乱算法排列原始图像，得到排列后的图像；(3)将排列后的图像划分为四个相同大小的子图像，任意选择其中一个子图像，采用DNA匹配规则对选择的子图像进行编码，将编码后的子图像动态分解为四个DNA平面；(4)采用交叉置乱算法排列四个DNA平面，将这四个经过置乱的DNA平面重新组合成子图像，并进行DNA解码获得新的子图像；(5)采用新的子图像以异或操作混淆和扩散至其他三个子图像，分别得到三个新的子图像，将这四个新的子图像重新组合得到完整的加密图像。6.一种终端设备，包括：处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆超，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37