计算机工程

作者：刘雨欣, 栗风永

单位：上海电力大学计算机科学与技术学院, 上海 201306

关键词：图像加密,超混沌系统,四值图像,DNA加密,位平面

基金：国家自然科学基金(U1936213); 上海市自然科学基金(20ZR1421600)

图像加密是保护图像安全的重要方法, 现有的图像加密方案安全性不高且加解密效率较低, 无法抵御多种类型的攻击。针对上述问题, 提出一种基于全置乱超混沌序列和多进制脱氧核糖核酸(DNA)编码的图像加密算法, 以提高加密效率同时保证密文图像的安全性。首先, 结合灰度图像的内容, 使用图像哈希算法和外部密钥生成五维超混沌系统和逻辑映射的初始值; 其次, 将原始图像转换为四值图像, 使用五维超混沌系统和逻辑映射生成的混沌序列对图像进行DNA加密, 包括DNA编码、DNA置乱、DNA扩散和DNA解码4个阶段; 最后, 对图像进行位平面分解, 利用五维超混沌系统和逻辑映射生成的随机矩阵分别与高四位平面和低四位平面做异或运算, 得到最终的密文图像。实验结果表明, 该图像加密算法具有密钥空间大、密钥敏感性强、加密效果良好、加密效率高等优点, 能够抵抗统计分析、差分攻击、裁剪攻击、噪声攻击等多种常规攻击方式。

来源：2025年第1期

《计算机工程》期刊编辑部

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