《计算机应用研究》|Application Research of Computers

基于混沌映射的分块循环DNA图像加密算法

Block cyclic DNA image encryption algorithm based on chaotic map

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作者 陈虹,赵菊芳,郭鹏飞,黄洁,肖成龙,周沫,侯宇婷
机构 辽宁工程技术大学 软件学院;汕头职业技术学院 计算机系;汕头大学 计算机系
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摘要 数字图像具有数据量大、冗余度高、像素间关联性强等特点,打破数据间关联性及提高敏感性是保护图像信息的关键。针对如何快速有效打破图像像素间强关联性、提高图像数据敏感性等问题,提出基于Logistic混沌映射的分块循环DNA图像加密算法。算法采用二次置乱、一次扩散结构,首先通过Zigzag变换置乱明文图像,打破明文像素间强关联性;其次将伪随机序列生成器产生的密钥作为混沌参数,进行混沌映射生成动态DNA编码/解码、运算规则,对置乱的明文图像进行DNA编码形成初始密文;然后利用DNA运算规则,对初始密文进行分块循环DNA运算,完成密文扩散,并对DNA碱基进行统计和归一化作为二次混沌密钥;最后采用二次混沌映射生成动态步长规则,对密文进行变步长约瑟夫置乱,利用DNA解码规则形成最终密文图像。实验结果表明,密文图像像素分布均匀、像素间关联性弱、密钥敏感性强、密钥空间足够大,能够有效抵御信息分析、暴力、噪声、剪切等常见攻击,具有较高的安全性。
关键词 图像加密;混沌映射;DNA运算;Zigzag变换;攻击
基金项目 国家自然科学基金资助项目(61404069)
辽宁省教育厅科学技术研究项目(,LJ2017QL032)
本文URL http://www.arocmag.com/article/02-2022-05-011.html
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中图分类号 TP391
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