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随着数字通信的发明,数字数据共享的增加使得安全需求急剧增加。这些信息可以作为文本或多媒体的形式,即(语音、视频、图像)通过现有的互联网上发送。如今,数字图像是一个需要保证安全的重要数据。现在有两种方法可以加密图像,分别为光学加密和数字加密。现在有许多数字图像加密技术,如DES、AES和RSA等,它们主要处理文本数据。数字图像的性质不同于文本数据,常规密码不适合大尺寸和高度相关的数字图像数据,而且是低效的。一个重要区别在于,传统密码执行解密为原始明文因为给出加密过程,而解密图像的微小变化是可以接受的,并不不影响数字图像的视觉属性。 脱氧核糖核酸(DNA)计算是信息时代的一个新兴技术。对于DNA的研究发现,DNA有很多重要的特征,如大规模的并行性,巨大的存储和超低功耗。从DNA计算的研究可知,DNA密码已经成为一种新的密码领域,其中,DNA作为信息载体并且现代生物技术作为实现工具。 传统意义上,单一DNA规则是用于转换的数字图像加密过程开始前或过程中。同样地,单一DNA规则是用于转换加密图像到数字领域。这显然降低了DNA规则用于简单加密的效率。为了更好的协同利用简单的DNA加密过程,DNA互补的规则分为两组,分别为编码和解码,而且各有四个规则。这种规则的划分导致图像中每个像素的编码/解码都运用不同的规则,从而改善了简单的DNA协同的加密过程。这增强了DNA数字图像加密规则的使用。 考虑到离散混沌函数的特性和脱氧核糖核酸(DNA),本论文为数字图像加密技术提出的三个对称加密算法分别是块模式和流模式。第一种方法是以块模式描述的,其中,128位外键用于为逻辑映射生成初始条件以及每个块的扩散以后进行修改。通过分段线性混沌映射(PWLCM)置换图像,然后将它划分为非重叠块。当DNA最低有效位(LSB)执行添加操作,每一块的最重要(MSB)部分被添加,而LSB得到由解码过程中应用不同的DNA规则扩散。在接下来提出的的两个密码算法中,初始条件是通过使用256哈希的简单图象计算而来的,以避免选择明文攻击。这两个密码算法的第一个,修改和完善了现有的融合技术。应用了两个关键的图像的融合;一个在数字域而另一个在DNA领域。这些关键图像是由混沌映射产生。使用DNA转换是棘手的,规则分为两组分别对普通图像和关键图像的每个像素进行编码。第三个算法尽管是块模式加密,但它是简单的,能够减少计算,所以有更高效。普通图像在置换后将被编码到像素级的DNA碱基上,然后添加相邻行。每个添加操作的操作数是根据2D逻辑映射的伪随机序列混沌选择的。 所提出的图像加密算法都是好的,不仅是较好的定量结果而且也是较好的定性结果。定性的加密图像的随机性测量方式是一个相当新的方法,许多现有密码方法无法通过这种方法。模拟实验结果证明,该方法与现有的一些密码方式相比不仅实现了高NPCR和UACI分数,而且也更有效。