吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (3): 801-806.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403035

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基于混沌和DNA动态编码的图像加密算法

田海江1,雷鹏2,王永2   

  1. 1.重庆邮电大学 期刊社,重庆 400065;
    2.重庆邮电大学 计算机科学与技术学院,重庆400065
  • 收稿日期:2013-02-01 出版日期:2014-03-01 发布日期:2014-03-01
  • 通讯作者: 王永(1977),男,教授.研究方向:信息安全,混沌密码.E-mail:wangyong1@cqupt.edu.cn E-mail:15165789@qq.com
  • 作者简介:田海江(1981),男,编辑.研究方向:信息安全,混沌密码.E-mail:15165789@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(61003256, 61003246);中国博士后基金项目(20110490082);重庆市教委科技项目(KJ120506).

Image encryption algorithm based on chaos and dynamic DNA coding

TIAN Hai-jiang1, LEI Peng2,WANG Yong2   

  1. 1.Periodical Office, Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065,China;
    2.College of Computer Science and Technology, Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065, China
  • Received:2013-02-01 Online:2014-03-01 Published:2014-03-01

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摘要： 以时空混沌模型作为核心控制方程,设计了一种基于动态DNA编码的图像加密算法。该算法使用耦合映像格子(Coupled map lattices,CML)中格子的状态值来编制索引,然后根据索引值选择像素点的DNA编码规则。由于对像素点的DNA编码是动态变化的,很好地解决了DNA编码规则少所带来的安全隐患,提高了算法的安全性。在加密图像的过程中,还通过密文反馈和混沌系统的迭代来增强算法的混淆和扩散特性。仿真实验表明,算法具有很好的安全性,适合应用于图像加密。

关键词: 计算机应用, 混沌, 图像加密, DNA编码, 耦合映像格子

Abstract: An image encryption algorithm based on dynamic DNA coding is proposed, which uses the spatiotemporal chaotic model as the core control function. In this algorithm, the indexes are created according to the status values of the coupled map lattices. Then, the DNA coding rules are determined by the indexes. Since the pixels are coded as different DNA bases with variable rules, the security of the encryption algorithm is improved. Moreover, the Cipher-block chaining mode and chaos iteration are employed in the encryption process to enhance the confusion and diffusion of the algorithm. Simulation experiments show that the proposed algorithm has good security and high potential to be applied in image encryption.

Key words: computer application, chaos, image encryption, DNA coding, coupled map lattices

中图分类号: 

  • TP301
[1] 黄润生.混沌及其应用[M].武汉:武汉大学出版社,2000.
[2] Fridrich J. Symmetric cipher based on two dimensional chaotic maps[J]. International Journal of Bifurcation and Chaos,1998, 8 (6): 1259-1284.
[3] Chen G, Mao Y, Chui C K. A symmetric image encryption scheme based on 3D chaotic cat maps[J]. Chaos, Solitons & Fractals, 2004,21(3):749-761.
[4] Wang Yong,Wong Kwok-Wo,Liao Xiao-feng. A chaos-based image encryption algorithm with variable control parameters[J]. Chaos, Solitons & Fractals,2009,41(4): 1773-1783.
[5] Wang Yong,Wong Kwok-Wo,Liao Xiao-feng, et al. A new chaos-based fast image encryption algorithm[J]. Applied Soft Computing,2011,11(1):514-522.
[6] Behnia S,Akshshani A,Mahmodi H,et al.A novel algorithm for image encryption based on mixture of chaotic maps[J].Chaos,Solitons & Fractals,2008(35):408-419.
[7] Zhu He-gui,Zhao Cheng,Zhang Xiang-de.A novel image encryption-compression scheme using hyper-chaos and Chinese remainder theorem[J].Signal Processing: Image Communication,2013,6(28):670-680.
[8] Adleman L M. Molecular computation of solutions of combinational problems[J].Science, 1994,266(11):1021-1024.
[9] Wasiewicz P, Mulawka J J, Rudnicki W R,et al. Adding numbers with DNA[J]. IEEE International Conference on Systems Man and Cybernetics,2000,21(1):265-270.
[10] King O D, Gaborit P. Binary templates for comma-free DNA codes[J].Discrete Applied Mathematics,2007, 155(5):831-839.
[11] Gehani A, Labean T, Reif J H. DNA-based cryptography[J]. Aspects of Molecular Computing,2004,54(3):167-188.
[12] Wei Xiao-peng,Guo Ling,Zhang Qiang,et al.A novel color image encryption algorithm based on DNA sequence operation and hyper-chaotic system[J].The Journal of Systems and Software,2012,85(2):290-299.
[13] Zhang Qiang,Guo Ling,Wei Xiao-peng. Image encryption using DNA addition combining with chaotic maps[J]. Mathematical and Computer Modelling, 2010, 52(11-12): 2028-2035.
[1] 刘富,宗宇轩,康冰,张益萌,林彩霞,赵宏伟. 基于优化纹理特征的手背静脉识别系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1844-1850.
[2] 王利民,刘洋,孙铭会,李美慧. 基于Markov blanket的无约束型K阶贝叶斯集成分类模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1851-1858.
[3] 金顺福,王宝帅,郝闪闪,贾晓光,霍占强. 基于备用虚拟机同步休眠的云数据中心节能策略及性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1859-1866.
[4] 赵东,孙明玉,朱金龙,于繁华,刘光洁,陈慧灵. 结合粒子群和单纯形的改进飞蛾优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1867-1872.
[5] 刘恩泽,吴文福. 基于机器视觉的农作物表面多特征决策融合病变判断算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1873-1878.
[6] 欧阳丹彤, 范琪. 子句级别语境感知的开放信息抽取方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1563-1570.
[7] 刘富, 兰旭腾, 侯涛, 康冰, 刘云, 林彩霞. 基于优化k-mer频率的宏基因组聚类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1593-1599.
[8] 桂春, 黄旺星. 基于改进的标签传播算法的网络聚类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1600-1605.
[9] 刘元宁, 刘帅, 朱晓冬, 陈一浩, 郑少阁, 沈椿壮. 基于高斯拉普拉斯算子与自适应优化伽柏滤波的虹膜识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1606-1613.
[10] 车翔玖, 王利, 郭晓新. 基于多尺度特征融合的边界检测算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1621-1628.
[11] 赵宏伟, 刘宇琦, 董立岩, 王玉, 刘陪. 智能交通混合动态路径优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1214-1223.
[12] 黄辉, 冯西安, 魏燕, 许驰, 陈慧灵. 基于增强核极限学习机的专业选择智能系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1224-1230.
[13] 傅文博, 张杰, 陈永乐. 物联网环境下抵抗路由欺骗攻击的网络拓扑发现算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1231-1236.
[14] 曹洁, 苏哲, 李晓旭. 基于Corr-LDA模型的图像标注方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1237-1243.
[15] 侯永宏, 王利伟, 邢家明. 基于HTTP的动态自适应流媒体传输算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1244-1253.
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