基于混沌映射和DNA编码的计算鬼成像图像加密方法技术

本发明专利技术提出了一种基于混沌映射和DNA编码的计算鬼成像图像加密方法，属于光学加密领域。可以减少传统计算鬼成像加密系统的密钥量，增大密钥空间，解决传统计算鬼成像加密系统线性易受攻击的特性，提高加密系统安全性。主要方法是用Logistic混沌映射产生的随机序列构造鬼成像系统的测量散斑矩阵，由于混沌序列是由初始值和系统参数决定的，因此这些初始值和系统参数就起到加密系统密钥的作用，使加密系统的密钥量得到极大的减少，同时混沌序列对初始值和系统参数的敏感性又增大了密钥空间；另外，对桶探测器探测到的十进制实数测量值进行分块和DNA操作，弥补了鬼成像系统固有的线性易受攻击缺陷，使得系统安全性得到提高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
基于混沌映射和DNA编码的计算鬼成像图像加密方法


[0001]本专利技术属于光学加密领域。

技术介绍

[0002]自从Klyshko在1988年提出鬼成像方案以来，鬼成像因其显著的物理特性而受到越来越多的关注。由于鬼成像的测量结果表现为与目标图像毫无关联的信息，因此其很早就被引入到光学信息安全领域。相比于传统的光学加密方法，鬼成像没有将目标图像加密为复值矩阵，而是简单的强度向量，这极有利于加密信息的记录、存储和传递，因此这类方式的光学加密技术得到了迅速发展。
[0003]图1为传统计算鬼成像加密过程示意图，在这个加密系统中，二维目标图像(明文)被转换成一维强度向量(密文)，并且目标图像只有在散斑光场(密钥)已知的情况下才能被正确的恢复重建，因此完全符合构造加解密系统的基本要素。但是，由于该系统采用大量的测量散斑矩阵作为加密密钥，因而为实现解密需要传输的密钥数据量非常大；而且明文和密文之间的线性特性也给攻击者带来了潜在的攻击便利，系统安全性存在缺陷。

技术实现思路

[0004]为了减少计算鬼成像加密系统的密钥量，增大密钥空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混沌映射和DNA编码的计算鬼成像图像加密方法，其特征在于利用混沌映射产生的随机序列构造计算鬼成像系统的测量散斑矩阵，增大了密钥空间，减小了密钥量；将桶探测器获得的强度值进行分块和DNA操作，弥补了传统鬼成像加密系统的线性易受攻击缺陷，提高了系统安全性。2.根据权利要求1所述的一种基于混沌映射和DNA编码的计算鬼成像图像加密方法，其特征在于包括以下三个步骤：(1)将待加密的目标图像经过计算鬼成像系统加密；(1a)用Logistic混沌映射产生的大量随机数，构造出计算鬼成像系统的测量散斑矩阵；由于需要用散斑测量矩阵控制投影仪，输出相应的散斑光场，因此其数值范围须限制在0～255范围；这些散斑测量矩阵的数值和混沌映射的对应关系如下：I
i
(x,y)＝reshape(round(255*(X
‑
X
min
)/(X
max
‑
X
min
)),m,n)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，m和n是目标图像的行像素数和列像素数，X是由Logistic混沌映射组成的序列，X
max
和X
min
分别是该序列中的最大值和最小值；(1b)通过投影仪将(1a)中得到的的散斑光场I
i
(x,y)投影到目标图像T(x,y)上，经目标调制后的光最终被单像素(桶)探测器收集，桶探测器探测到的值由下式给出：B
i
＝∫dxdyI
i
(x,y)T(x,y)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，i＝1,2,
…
M，M是投射散斑光场的数量；这样，二维目标图像被加密成了一维向量，也就是{B
i
}；(2)将加密结果进行分块和DNA操作，以获得最终密文；(2a){B
i
}是一组十进制实数，根据其最大值、最小值范围，将每个十进制数用相同位数的二进制位数表示出来，并串联成一个很长的二进制序列；(2b)再用Logistic混沌映射产生与(2a)中相同数量的十进制数，然后得到相同长度的二进制序列；(2c)对两个二进制序列分别进行分块处理，分块间隔原则上可以任意选取，通常选2的幂次较为方便，如取为16，即每16个二进制数为一个分块；(2d)将(2c)中两个二进制序列分块后的各个子块分别进行DNA编码，每个子块的编码方式由Logistic混沌...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昕，杨忠卓，余展，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：