1.基于DNA编码的混沌图像加密方法,其特征在于:包括如下依次执行的步骤:S1:获取明文灰度图像,利用哈希算法计算明文灰度图像的哈希值,基于哈希值生成初始秘钥;
S2:以该初始秘钥作为二维混沌映射2D-CSMM的迭代变量的初始值和控制参数,迭代出混沌序列,对该混沌序列进行分割和量化处理得到量化矩阵R1、C1和D1,二维混沌映射2D-CSMM的数学模型为:;
其中,a和b为控制参数,和为迭代变量;
S3:对该量化矩阵R1、C1和D1分别进行归约异或运算,得到比特矩阵G1、G2和G3;
S4:基于移位的位数为矩阵R1和该量化矩阵C1,以及该比特矩阵G1和G2对明文灰度图像进行置乱处理;
步骤S4置乱处理的具体步骤如下:
S41:将明文灰度图像进行行循环移位置乱,移位的位数为矩阵R1对应行的元素数值,并根据G1对应的元素数值决定循环的方向,如果数值为1,则向左循环,否则向右循环,将置乱后的结果存储为中间加密图像E1;
S42:将中间加密图像E1进行列循环移位置乱,移位的位数为矩阵C1对应列的元素数值,并根据G2对应的元素数值决定循环的方向,如果数值为1,则向上循环,否则向下循环,将置乱后的结果存储为E2;
S43:重复步骤S41以及步骤S42,置乱两轮后,得到置乱处理后的矩阵;
S5:基于该量化矩阵D1和该比特矩阵G3对置乱后的矩阵进行DNA扩散处理,得到加密图像;
S6:按照图像加密的逆过程对该加密图像进行解密,获得解密图像。
2.如权利要求1所述的基于DNA编码的混沌图像加密方法,其特征在于:步骤S1生成初始秘钥的具体步骤如下:S11:获取明文灰度图像,明文灰度图像P的大小为M×N;
S12:将明文灰度图像输入到SHA-256函数,生成唯一哈希值hash,并将哈希值hash转化为256位二进制哈希值,并将其平均分为32份,采用表示;
S13:基于二进制哈希值采用如下公式计算二维混沌映射的初始值和,以及控制参数和:;
其中,表示求和,表示二进制序列在两个取值范围之间的哈希值序列,表示二进制序列中相应取值对应的哈希值,表示取模。
3.如权利要求2所述的基于DNA编码的混沌图像加密方法,其特征在于:步骤S2的迭代过程如下:S21:将和作为二维混沌映射迭代变量的初始值,和作为二维混沌映射的控制参数,即令,;
当迭代达到预设次数时,进入混沌状态,再次迭代复合混沌映射M+N+M×N次,将迭代得到的混沌序列按长度M、N和M×N进行分割得到三个不同的矩阵R、C和D,其中R的尺寸为1×M,C的尺寸为1×N,D的尺寸为M×N;
S22:将所得到的三个不同的矩阵R、C和D进行量化处理得到、和,采用如下公式表示为:。
4.一种图像加密系统,包括存储器和处理器,该存储器内存储有计算机程序,其特征在于:该处理器执行该计算机程序时实现如上述权利要求1-3任一项所述的基于DNA编码的混沌图像加密方法。