计算机应用研究

作者：陈虹,赵菊芳,郭鹏飞,黄洁,肖成龙,周沫,侯宇婷,

单位：1.辽宁工程技术大学软件学院,辽宁葫芦岛125105；2.汕头职业技术学院计算机系,广东汕头515071；3.汕头大学计算机系,广东汕头515063；

关键词：图像加密,混沌映射,DNA运算,zigzag变换,攻击,

基金：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)；；

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，打破明文像素间的强关联性；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/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。

来源：2022年第6期

《计算机应用研究》期刊编辑部

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