一种基于离散分数阶混沌系统和DNA序列运算的新型彩色图像加密算法（英文）

作者：陈立平^*; 尹昊; 袁利国; António M.LOPES; J.A.Tenreiro MACHADO; 吴然超

来源：Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 2020, 21(06): 866-880.

• 分数阶离散系统
• 神经网络
• DNA加密
• 彩色图像加密

提出一种基于动态DNA编码和混沌的新型彩色图像加密算法。将一个三神经元分数阶离散Hopfield神经网络作为伪随机混沌序列发生器。其初值由外部输入的五位密钥以及明文图像的哈希值计算得来。外部密钥包含分数阶离散Hopfield神经网络的离散步长和阶次。哈希值由SHA-2函数计算得到。在保证较大密钥空间的同时,提高了算法对明文图像的敏感性。在此基础上,提出一种新型三维投影置乱方法,置乱图像红、绿、蓝信号通道中像素位置。DNA编码以及扩散被用于扩散图像信息。使用离散分数阶Hopfield神经网络生成的伪随机数序列确定每个像素的编码规则,用以保证编码方式的多样性。最后,运用置乱Ⅱ和XOR提升算法的安全性。实验结果和安全性分析表明,该算法具有较好安全性,能够抵御多种典型攻击。

• 单位
  合肥工业大学; 安徽大学; 华南农业大学