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专利号: 2022114320283
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于全局动态选择的混沌图像加密方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、使用2D‑LSM混沌系统生成本加密方法所用上的混沌序列;

S2、通过光栅扫描将图像展开为一维数组;

S3、对所述图像进行动态DAN编码,将所述一维数组转为DNA矩阵;

S4、对所述DNA矩阵进行动态置换,获得置换图像;

S5、对所述置换图像进行DNA解码,获得DNA解码矩阵;

S6、对所述DNA解码矩阵进行动态扩散加密,获得加密图像;

S7、将所述加密图像作为初始图像重复步骤S2‑S7进行重复加密;将所述步骤S2中的所述一维数组记为 ;

所述步骤S3具体为:

将所述一维数组 中的每个像素分为四个两位比特对,记为 ,每两个所述比特对根据所述2D‑LSM混沌系统产生的所述混沌序列来动态选取;

根据所述混沌序列 的值对 的每一个两位比特对进行动态选择八种规则DNA编码的其中一种,将数字序列重构转为DNA矩阵为 ;其中, 表示经过重述比特对后混沌序列中元素总数量为 ;

所述步骤S4包括以下步骤:

S41、通过公式 计算 的值,式中DNA符号按“A=00,G=01,C=10,T=11”赋值进行加法运算, 为取模操作;

根据 的值来动态选择对所述DNA矩阵执行置换规则;

将置换后的图像记为 ;

所述步骤S5具体为:

将置乱后图像 按光栅扫描顺序根据序列 中对应的值来实现动态DNA解码规则的选择,将4个符号合并为一个像素,重塑结构成M行N列的得到DNA解码矩阵;

所述步骤S6包括以下步骤:

S61、根据公式 计算不同像素位置所对应的扩散规则 的值,其中, , ;

S62、根据所述 的值动态选择该位置执行的扩散规则,;

其中, , 且为整数。

2.根据权利要求1所述的一种基于全局动态选择的混沌图像加密方法,其特征在于,所述步骤S1包括以下步骤:S11、生成长度分别为 和 的伪随机序列;

其中, 为 尺寸大小的图像的像素总数。

3.根据权利要求2所述的一种基于全局动态选择的混沌图像加密方法,其特征在于,所述步骤S11包括以下步骤:S111、预迭代所述2D‑LSM混沌系统 次,以防止瞬态效应,迭代表达式为:;

其中, 和 分别为2D‑LSM混沌系统的状态参数和控制参数,和 代表第 次迭代,初始值 作为第一组密钥,初始值作为第二组密钥,由加密者设定;

S112、将所述第一组和所述第二组密钥代入2D‑LSM混沌系统,分别迭代 和 次,将所述第一组密钥迭代得到的第一组当前状态变量值 和 ,将第二组密钥迭代得到的第二组当前状态变量值 和 ;

S113、对所述第一组当前状态变量值 和 进行量化,得到整数混沌序列和 , 和 数学表达式如下:;

其中, 为取模操作, 函数是向最靠近零方向取整, ;

对所述第二组当前状态变量值 和 进行量化,并将 和 转换成 和 ,经过量化并重构为二维矩阵得到混沌序列 和, 和 数学表达式如下:

其中, 为取模操作, 函数是向最靠近零方向取整, 。