【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物技术的编解码及信息安全领域，尤其是涉及一种基于灰度图像与延迟混沌的dna码元跨层置乱方法。
技术介绍
1、公知的，dna依靠高存储性、稳定性和低成本维护性，正在成为在计算机上应用的新型信息存储工具；计算机的基本信息0,1编码，可以很好地诠释dna的信息，因此，dna的四种碱基(atcg)在计算机信息领域开始大展拳脚；如公告号为cn116055024a的中国专利技术专利，就公开了一种基于dna序列和混沌系统的多图多感兴趣区域加密方法，就是应用dna计算规则和dna编码规则进行计算和解码，来参与解决现有图像加密的安全性的问题；
2、目前，dna编解码通常是按a是00，g是01，c是10，t是11，这四种计算机语言，这极大的限制了更多信息的表达；同时，在应用方面，dna序列的某些生物学操作和代数运算又限制了其更广阔的应用，即加法、减法、异或等，这对信息安全的影响非常的巨大，存在很大的安全隐患；因此有必要对dna序列的代数运算进行补充和扩展，从而满足图像信息的混淆要求，为图像加密的混淆框架提供新方法。
技术实现思路
1、为了克服
技术介绍
中的不足，解决现有的技术问题，本专利技术公开了一种基于灰度图像与延迟混沌的dna码元跨层置乱方法，能够丰富dna序列的代数运算方法，解决图像加密时置乱方法限制问题。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于灰度图像与延迟混沌的dna码元跨层置乱方法，包含以下步骤：s1、定义一
4、进一步，在s1中，需要先读取一幅大小为m×n的灰度图像，得到图像像素矩阵p，将其定义为r层；然后任选8种dna编码规则中的一种作为指定规则，将r层矩阵进行dna编码，得到每个像素由四个dna码元组成的m×n×4的像素矩阵p1，也即r层的dna码元。
5、进一步，在s3中，延迟混沌系统，以chen系统为例的数学模型为式(1)：
6、
7、式中，a，b，c是三个参数，x，y，z是状态变量，k是线性反馈增益，τ是延迟时间，且τ>0；k＝0时系统稳定；
8、计算灰度图像p的信息熵ie和水平corr_h、垂直corr_v、对角corr_d三个方向的相关系数，计算通过式(2)：
9、
10、
11、式中，l为符号l的总数，pr(l)为符号l出现的概率；i和j分别为图像中相邻两个像素的值，μi和μj分别为i和j的均值，σi和σj分别为i和j的标准差，e[·]为均值；
12、利用式(3)计算得到延迟混沌系统的三个初始值(x0,y0,z0)，并选取合适的系统参数a，b，c，k，τ，及系统的延迟初始条件z(t)＝0，﹣τ≤t＜0，使系统进入到混沌态；
13、
14、
15、
16、式中，(x01,y01,z01)为人为给定的驱动值；
17、延迟混沌系统演化一段时间t，选取状态序列z的最后m*4n个值，形成序列z；对序列z使用式(4)做随机化处理得到序列z1；
18、z1(t)＝10 q·z(t)-round(10 q·z(t)) (4)
19、式中，z1表示序列z对应的随机序列，q为小数部分的后移位数(q＝7)，round(·)为四舍五入函数；
20、选取序列z1最后的m*n个值形成序列s1，利用算法1，即公式(5)进行矩阵化并将矩阵元素排序，得到矩阵bb；其他三个矩阵是将剩余的z1序列三等分后进行类似操作，得到矩阵jj、oo、gg；
21、s11＝reshape(s1,m,n,1) (5)
22、[～,bb]＝sort(s11,3)
23、式中，reshape(s1,m,n,1)表示将序列s1重排为一个m×n大小的矩阵，矩阵的总元素不变；sort表示对矩阵行和列进行排序的函数。
24、进一步，在s4中，根据排序混沌矩阵bb、jj、oo、gg相应位置的元素bbij，jjij，ooij，ggij的数值，将b、j、o、g层相同位置(i,j)对应的dna码元移到四个层对应位置，即跨层操作，得到4个dna码元的新层b1、j1、o1、g1。
25、进一步，在s5中，将四个层的dna码元矩阵依据层b1、j1、o1、g1在相同位置合在一起，即得到一个由四个dna码元组成的新的r层矩阵；按指定的dna编码规则解码，对新的r层矩阵进行解码，得到的解码矩阵，即为置乱矩阵。
26、由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
27、本专利技术公开的基于灰度图像与延迟混沌的dna码元跨层置乱方法，能够依据图像信息矩阵定义r层，将图像矩阵元素进行dna编码分层，这对dna编码法则的扩展起到了一个很好的应用尝试；将图像信息熵和相关系数作为延迟混沌系统的初始值，这可建立图像和混沌系统的关系，在信息安全上可有效抵抗一些非法攻击；利用混沌序列产生排序混沌矩阵，对四个dna码元层矩阵元素跨层操作，这对dna码元的位置置乱非常有效，对dna序列的代数运算起到补充和扩展作用；本专利技术所提供dna序列的代数运算，可满足图像信息的混淆，为图像加密的混淆框架提供新方法。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于灰度图像与延迟混沌的DNA码元跨层置乱方法，其特征是：包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于灰度图像与延迟混沌的DNA码元跨层置乱方法，其特征是：在S1中，需要先读取一幅大小为M×N的灰度图像，得到图像像素矩阵P，将其定义为R层；然后任选8种DNA编码规则中的一种作为指定规则，将R层矩阵进行DNA编码，得到每个像素由四个DNA码元组成的M×N×4的像素矩阵P1，也即R层的DNA码元。
3.根据权利要求1所述的基于灰度图像与延迟混沌的DNA码元跨层置乱方法，其特征是：在S3中，延迟混沌系统，以Chen系统为例的数学模型为式(1)：
4.根据权利要求1所述的基于灰度图像与延迟混沌的DNA码元跨层置乱方法，其特征是：在S4中，根据排序混沌矩阵BB、JJ、OO、GG相应位置的元素BBij，JJij，OOij，GGij的数值，将B、J、O、G层相同位置(i,j)对应的DNA码元移到四个层对应位置，即跨层操作，得到4个DNA码元的新层B1、J1、O1、G1。
5.根据权利要求1所述的基于灰度图像与延迟混沌的DNA码元跨层置乱方
...【技术特征摘要】
1.一种基于灰度图像与延迟混沌的dna码元跨层置乱方法，其特征是：包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于灰度图像与延迟混沌的dna码元跨层置乱方法，其特征是：在s1中，需要先读取一幅大小为m×n的灰度图像，得到图像像素矩阵p，将其定义为r层；然后任选8种dna编码规则中的一种作为指定规则，将r层矩阵进行dna编码，得到每个像素由四个dna码元组成的m×n×4的像素矩阵p1，也即r层的dna码元。
3.根据权利要求1所述的基于灰度图像与延迟混沌的dna码元跨层置乱方法，其特征是：在s3中，延迟混沌系统，以chen系统为例的数学模型为式(1)：
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵朝锋，翟志波，尹承伟，曾波，张永新，匡春临，李云吉，赵鹏，
申请(专利权)人：洛阳师范学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。