【摘 要】
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随着网络的飞速发展,大量的图像通过公共网络传输,然而,利用网络开放性和共享性的特点来截取有用信息的恶意行为,严重损害了通信各方的利益,因此,保证图像的数据安全性以及外观安全性至关重要。混沌系统具有对初始值的极度敏感性、遍历性、以及伪随机性,非常适用于对图像进行加密。DNA计算技术具有并行性高、存储量大、功耗低的特点,许多学者将DNA计算和混沌进行了结合设计出更加高效和安全的加密算法,使得算法的加密
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随着网络的飞速发展,大量的图像通过公共网络传输,然而,利用网络开放性和共享性的特点来截取有用信息的恶意行为,严重损害了通信各方的利益,因此,保证图像的数据安全性以及外观安全性至关重要。混沌系统具有对初始值的极度敏感性、遍历性、以及伪随机性,非常适用于对图像进行加密。DNA计算技术具有并行性高、存储量大、功耗低的特点,许多学者将DNA计算和混沌进行了结合设计出更加高效和安全的加密算法,使得算法的加密性能更加出色。为了保证图像的数据安全性以及外观安全性,本文给出了基于超混沌和DNA计算编码的与明文相关的加密算法,主要内容如下:(1)本文给出了基于超混沌和动态DNA编码的图像加密算法,在加密过程中,像素级的扩散和置乱过程以及DNA动态编码规则均与明文关联。首先对明文图像进行像素级的扩散重写,然后对扩散图像的像素值进行求和;其次,像素级的置乱规则是由像素和以及外部密钥生成的,因此两幅具有一比特差值的明文图像将得到完全不同的置乱规则;第三,选取像素级置乱后图像的一部分像素值和外部密钥生成用于DNA级扩散过程的密钥流,扩散过程采用DNA动态编码和解码;最后,执行二次置乱操作来得到密文图像。(2)本文给出了基于超混沌和DNA编码的视觉意义图像加密算法,预加密阶段中的算法对明文敏感,扩散操作采用DNA动态编码规则,能够充分利用DNA编码的多样性,隐藏阶段中使用配对函数可逆隐藏明文像素和,避免了加密每幅明文图像均需传输密钥等问题,将载体图像进行置乱后再隐藏信息增加了算法的安全性。首先,利用6D超混沌系统以及明文图像的像素和生成置乱矩阵以及DNA动态编码解码矩阵完成预加密阶段;然后在隐藏阶段中,采用二代整数小波变换将载体图像转换为四个矩阵,将预加密阶段的密文图像以及密钥值嵌入到三个细节子带矩阵中,完成密文和密钥值的双重隐藏;最后对隐藏后的图像进行逆整数小波变换得到视觉意义的加密图像。
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