[发明专利]一种基于RNA子序列运算的配网彩色图像安全传输方法

说明书

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于RNA子序列运算的配网彩色图像安全传输方法，利用费雪耶兹(Fisher‑Yates)置乱算法对三通道进行乱序操作，利用RNA子序列运算的思想(延长操作、删除操作、缺失操作以及插入操作)结合混沌系统来对三通道像素值进行整体随机扩散，最后使用各类安全性分析方法来对加密后的图像进行评估，保证其在配网传输中的安全性。

技术领域

本发明涉及配网技术领域，尤其涉及一种基于RNA子序列运算的配网彩色图像安全传输方法。

背景技术

随着大数据、配网可视化等技术的发展及应用，越来越多的电力企业将大量配网数据利用可视化的图像进行数据展示、传输。因彩色图像更能形象生动的展示信息，所以在配网系统中对彩色图像的应用与日俱增。但是在通信网络传输过程中存在很多木马、黑客以及恶意程序的攻击破坏、盗用信息，因此维护彩色图像传输的安全性和完整性问题已引起越来越多的关注。

在保护图像安全的各种方法中，对图像进行加密是非常有效的措施。目前大多数的加密手段忽略了彩色图像三个通道之间的强关联性，比如利用相同的算法分别加密三个通道的分量，最后直接整合形成密文图像，这仅相当于分开加密了三幅灰度图像，而没有把三通道充分结合，没有充分的置乱以及扩散彩色图像中的像素，既无法保证彩色图像加密的安全性指标，也无法保证数据的完整性和准确性，存在信息安全隐患。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于RNA子序列运算的配网彩色图像安全传输方法，利用费雪耶兹(Fisher-Yates)置乱算法对三通道进行乱序操作，利用RNA子序列运算的思想(延长操作、删除操作、缺失操作以及插入操作)结合混沌系统来对三通道像素值进行整体随机扩散，最后使用各类安全性分析方法来对加密后的图像进行评估，保证其在配网传输中的安全性。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种基于RNA子序列运算的配网彩色图像安全传输方法，包括以下步骤：

S1：配网中的信息采集终端采集彩色可视化数据图像P(大小为3×M×N)。

S2：利用Chen混沌系统，生成长度为M×N的混沌序列Y₁,Y₂,Y₃，对Y₁,Y₂,Y₃进行升序操作获得新序列fy₁,fy₂,fy₃。

S3：将彩色图像P转化为R、G、B三通道；利用Fisher-Yates置乱算法结合混沌序列分别对R、G、B三通道的图像进行置乱操作；

S4：对置乱后R、G和B通道序列根据各自的动态编码规则分别转化为三个RNA矩阵序列；并选择fy₁,fy₂,fy₃对R、G、B三个通道的RNA矩阵运用子序列运算进行整体变换；

S5：将RNA序列矩阵R、G、B按照RNA运算规则进行动态加、减、异或、同或、补加运算，再利用动态解码转换为3个M×N大小的密文分图像，最后合并形成密文图像C。

S6：将密文图像C进行安全性分析，验证该加密算法能抵御各类攻击。

S7：配网控制中心接收到传输的密文图像C，并对其进行解密处理，得到解密后的彩色可视化数据图像，数据成功安全传输。

进一步地，所述步骤S2优点是Fisher-Yates置乱算法是基于交换元素进行的，无需额外的存储空间；该算法生成每个排列的可能性是一样的，共有n！种可能性；同时该算法需要随机置乱的数和需要置乱所需要的时间成正比，时间复杂度为o(n)；故利用Fisher-Yates置乱方法保证了置乱过程的高效率和无偏性；