一种数据安全存储方法技术

本发明专利技术涉及用于保护数据的电子数字数据处理领域，具体涉及一种数据安全存储方法，包括：将待加密图像的灰度图像中所有像素点灰度值转化为八位二进制编码，将二进制编码转化为碱基编码，将待加密灰度图像转化为多个碱基矩阵；对混沌序列进行混沌映射获得密钥图像，根据密钥图像生成多个密钥二维碱基矩阵；计算碱基矩阵运算规则的优选程度，根据碱基矩阵运算规则的优选程度与密钥二维碱基矩阵对碱基矩阵进行加密运算获得加密碱基矩阵；对加密碱基矩阵进行逆变换获得加密灰度值；根据混沌序列参数与碱基矩阵对应最优运算规则对加密后的图像进行解密，本发明专利技术加密后的图像与加密前的图像差异更大，生成的加密矩阵随机性更强，提高了密钥的破解难度。高了密钥的破解难度。高了密钥的破解难度。

【技术实现步骤摘要】
一种数据安全存储方法


[0001]本专利技术涉及用于保护数据的电子数字数据处理领域，具体涉及一种数据安全存储方法。

技术介绍

[0002]随着互联网的发展，网络中存储传输的数据也在呈指数递增，其中图像数据是数据信息的主要表现形式之一，图像数据中蕴含着大量的信息，如身份信息、地理信息等等，若此类信息被窃取或破坏，极易造成严重的经济损失，严重的甚至会威胁到国家安全。因此，对于蕴含重要信息的图像数据，如遥感图像、军事训练影像等，在进行图像数据的传输或保存时，需要对图像数据进行加密处理。
[0003]传统图像加密方法通常为置乱与替换，置乱即将图像中的像素点的位置进行置乱，破坏像素点间的关联信息，以达到加密的目的，但置乱加密仅仅只是改变了像素点的位置信息，像素点的灰度统计直方图并没有发生改变，不法分子很有可能通过直方图的分布特征破解图像，窃取图像中蕴含的重要信息；替换加密即将图像中像素点的灰度值进行替换，使得原始的灰度值信息发生改变，从而达到加密的目的，但替换加密的加密密钥难以管理。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供一种数据安全存储方法，所述方法包括：S1：将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵；S2: 对待加密灰度图像进行混沌映射获得初始密钥二维碱基矩阵；将初始碱基矩阵和初始密钥二维碱基矩阵进行分组，分别得到若干碱基矩阵和若干密钥二维碱基矩阵；S3: 分别利用四种运算规则对每个密钥二维碱基矩阵与碱基矩阵中的像素值进行计算得到每种运算规则的运算结果，将运算结果与待加密灰度图像中像素值差异最大的运算规则记为每个像素点的最优运算规则；根据每种最优运算规则对应的像素点数量获得每个碱基矩阵中每个运算规则的优选程度；根据每个碱基矩阵中运算规则的优选程度获得每个碱基矩阵的最优运算规则；S4: 对每个碱基矩阵采用其对应的最优运算规则与每个密钥二维碱基矩阵进行运算得到每个加密碱基矩阵，将所有加密碱基矩阵进行拼接然后进行逆变换得到待加密灰度图像的加密图像，并将加密图像的混沌序列参数与所有碱基矩阵对应最优运算规则进行存储；S5：根据存储的混沌序列参数与碱基矩阵对应最优运算规则对加密图像进行解密得到加密之前的待加密灰度图像。
[0005]进一步地，所述将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵的步骤包括：将待加密灰度图像中所有像素点的灰度值转化为二进制编码，用碱基A表示00，碱基T表示11，碱基G表示01，碱基C表示10，将二进制编码序列映射到DNA碱基中得到碱基编
码，从而将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵。
[0006]进一步地，所述对待加密灰度图像进行混沌映射获得初始密钥二维碱基矩阵的步骤包括：根据混沌模型映射获得[0,1]之间的混沌序列，将得到的[0,1]之间的混沌序列中每一个数乘以255并向下取整得到[0,255]的混沌序列，将[0,255]混沌序列转换为大小为M
×
N的二维矩阵，将二维矩阵作为密钥图像，对二维矩阵中的所有数值进行八位二进制转换，并将八位二进制编码转换为碱基编码获得初始密钥二维碱基矩阵；M和N为待加密灰度图像的长宽。
[0007]进一步地，所述将初始碱基矩阵和初始密钥二维碱基矩阵进行分组，分别得到若干碱基矩阵和若干密钥二维碱基矩阵的步骤包括：将初始碱基矩阵中每一个像素点的第一个碱基提取出来，所有像素点的第一个碱基组成一组，记为第一碱基矩阵；将初始碱基矩阵中每一个像素点的第二个碱基提取出来，所有像素点的第二个碱基组成一组，记为第二碱基矩阵；将初始碱基矩阵中每一个像素点的第三个碱基提取出来，所有像素点的第三个碱基组成一组，记为第三碱基矩阵；将初始碱基矩阵中每一个像素点的第四个碱基提取出来，所有像素点的第四个碱基组成一组，记为第四碱基矩阵；将初始密钥二维碱基矩阵中每一个像素点的第一个碱基提取出来，所有像素点的第一个碱基组成一组，记为第一密钥二维碱基矩阵；将初始密钥二维碱基矩阵中每一个像素点的第二个碱基提取出来，所有像素点的第二个碱基组成一组，记为第二密钥二维碱基矩阵；将初始密钥二维碱基矩阵中每一个像素点的第三个碱基提取出来，所有像素点的第三个碱基组成一组，记为第三密钥二维碱基矩阵；将初始密钥二维碱基矩阵中每一个像素点的第四个碱基提取出来，所有像素点的第四个碱基组成一组，记为第四密钥二维碱基矩阵。
[0008]进一步地，所述根据每种最优运算规则对应的像素点数量获得每个碱基矩阵中每个运算规则的优选程度的步骤包括：获取第个碱基矩阵的运算规则k的优选程度公式为：式中，表示碱基矩阵运算规则为的运算规则的优选程度，其中为正整数且最大取4，表示加法运算，表示减法运算，表示异或运算，表示同或运算，表示碱基矩阵中最优运算规则为的像素点的出现的次数，表示第一碱基矩阵中像素点的数量。
[0009]进一步地，所述根据每个碱基矩阵中运算规则的优选程度获得每个碱基矩阵的最优运算规则的步骤包括：将每个碱基矩阵中的最大优选程度对应的运算规则记为每个碱基矩阵的最优运算规则。
[0010]进一步地，所述得到加密之前的待加密灰度图像的步骤包括：根据混沌序列参数生成对应的混沌序列，将混沌序列转换为M
×
N大小的二维矩阵，对二维矩阵与加密密文均进行八位二进制转换，并转换生成对应的碱基矩阵，通过对应碱基矩阵的运算规则进行解密，得到解密后的二进制数，并拼接得到对应的八位二进制编码，八位二进制编码转换为10进制后即可得到原始的待加密灰度图像；M和N为待加密灰度图像的长宽。
[0011]本专利技术实施例具有如下有益效果：1、通过二进制转换获取对应像素点灰度值的二进制编码，通过获取最优的运算规则使得转换后的二进制编码与原始二进制编码的差异足够大，达到增大图像私密性的效果。
[0012]2、通过混沌映射与最优运算规则的获取，使得密钥管理简单，密钥的编码位数较少，而加密效果远远高于置乱加密，同时通过获取最优运算规则使得加密效果可控，加密后的图像与加密之前的图像差异尽可能大，同时生成的加密矩阵随机性强，大大提高密钥的破解难度。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0014]图1为本专利技术一个实施例提供的一种数据安全存储方法的步骤流程图；图2为本专利技术一个实施例提供的一种数据安全存储方法的编码转换示意图；图3为本专利技术一个实施例提供的一种数据安全存储方法的编码运算结果；图4为本专利技术一个实施例提供的一种数据安全存储方法的碱基矩阵分组示意图。
具体实施方式
[0015]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种数据安全存储方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据安全存储方法，其特征在于，所述方法包括：S1：将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵；S2: 对待加密灰度图像进行混沌映射获得初始密钥二维碱基矩阵；将初始碱基矩阵和初始密钥二维碱基矩阵进行分组，分别得到若干碱基矩阵和若干密钥二维碱基矩阵；S3: 分别利用四种运算规则对每个密钥二维碱基矩阵与碱基矩阵中的像素值进行计算得到每种运算规则的运算结果，将运算结果与待加密灰度图像中像素值差异最大的运算规则记为每个像素点的最优运算规则；根据每种最优运算规则对应的像素点数量获得每个碱基矩阵中每个运算规则的优选程度；根据每个碱基矩阵中运算规则的优选程度获得每个碱基矩阵的最优运算规则；S4: 对每个碱基矩阵采用其对应的最优运算规则与每个密钥二维碱基矩阵进行运算得到每个加密碱基矩阵，将所有加密碱基矩阵进行拼接然后进行逆变换得到待加密灰度图像的加密图像，并将加密图像的混沌序列参数与所有碱基矩阵对应最优运算规则进行存储；S5：根据存储的混沌序列参数与碱基矩阵对应最优运算规则对加密图像进行解密得到加密之前的待加密灰度图像。2.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵的步骤包括：将待加密灰度图像中所有像素点的灰度值转化为二进制编码，用碱基A表示00，碱基T表示11，碱基G表示01，碱基C表示10，将二进制编码序列映射到DNA碱基中得到碱基编码，从而将待加密灰度图像转化为初始碱基矩阵。3.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述对待加密灰度图像进行混沌映射获得初始密钥二维碱基矩阵的步骤包括：根据混沌模型映射获得[0,1]之间的混沌序列，将得到的[0,1]之间的混沌序列中每一个数乘以255并向下取整得到[0,255]的混沌序列，将[0,255]混沌序列转换为大小为M
×
N的二维矩阵，将二维矩阵作为密钥图像，对二维矩阵中的所有数值进行八位二进制转换，并将八位二进制编码转换为碱基编码获得初始密钥二维碱基矩阵；M和N为待加密灰度图像的长宽。4.根据权利要求1所述的一种数据安全存储方法，其特征在于，所述将初始碱基矩阵和初始密钥二维碱基矩阵进行分组，分别得到若干碱基矩阵和若干密钥二维碱基矩阵的步骤包括：将初始碱基矩阵中每一个像素点的第一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹浩宇，李光顺，
申请(专利权)人：北京厚方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：