[发明专利]基于混沌系统与插入—删除模型的图像加密方法

权利要求书

1.基于混沌系统与插入—删除模型的图像加密方法，其特征在于：其将混沌映射产生的混沌序列和生化反应中的插入—删除模型相结合；其首先对原始图像进行DNA编码，然后利用Lorenz映射产生的混沌序列置乱由编码得到的DNA序列，接着用插入—删除模型再一次置乱DNA序列，最后利用Lorenz映射产生的混沌序列对得到的DNA序列矩阵进行扩散操作，最终对序列矩阵解码得到加密图像；加密方法的具体步骤如下：

S1、采用DNA编码规则对原始图像进行编码得到DNA序列矩阵；

S2、利用Lorenz混沌映射产生混沌序列(x,y,z)

给定任意的初始值x₀,y₀,z₀，计算步骤S1中得到的DNA序列矩阵的汉明距离、汉明逆距离和汉明补距离，并将其转换为0-1之间的小数，将得到的新的汉明距离、汉明逆距离和汉明补距离分别与x₀,y₀,z₀相加，得到新的初始值x₁,y₁,z₁；然后结合系统参数产生三条混沌序列(x,y,z)；

S3、用混沌序列(x,y)置乱步骤S1中的DNA序列矩阵的值；

对混沌序列(x,y)向下取整，用新得到的序列置乱DNA序列矩阵的值；

S4、用混沌序列(x,z)和插入—删除模型再一次置乱DNA序列矩阵的值；

S5、用混沌序列(y,z)和异或运算对步骤S4得到的DNA序列矩阵的值进行扩散操作；

首先将矩阵序列分成大小相同的块，然后对混沌序列(y,z)向下取整，最后结合异或运算按块扩散DNA序列矩阵的值；

S6、将步骤S5中获得的大小相同的块合并得到一个DNA序列矩阵，对其解码即可得到加密图像。

2.根据权利要求1所述的基于混沌系统与插入—删除模型的图像加密方法，其特征在于：所述步骤S4的过程如下：首先将步骤S3中获得的DNA序列矩阵分为大小相同的上下两部分；然后对这两部分进行相同的如下操作：把DNA序列矩阵的一列作为一个子序列，得到一个与序列矩阵列数大小相等的一维数组；利用Lorenz混沌映射产生一条与数组大小相同的0与1之间的混沌序列；若混沌序列第i个位置的值小于0.5，则使用删除操作把数组第i个位置上的元素删除，并把删除的元素使用插入操作插入到剩余数组的末端；否则不进行任何操作；最后把两部分合并成一个序列矩阵，操作即完成。