基于祖冲之算法和DNA编码的图像分组加密方法-论文.pdf

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1、第32卷第6期计算机应用研究Vo1．32No．62015年6月ApplicationResearchofComputersJun．2015基于祖冲之算法和DNA编码的图像分组加密方法术景党伟，吴成茂(西安邮电大学电子工程学院，西安710061)摘要：为了进一步研究具有更高安全性的加密方法，结合基于DNA编码思想、祖冲之密钥流产生器以及分组加密结构，提出了一种基于祖冲之算法和DNA编码的图像分组复合加密方法。该方法首先利用祖冲之算法产生分组加密结构的密钥流；然后对明文图像信息以及密钥流进行DNA编码；最后利用分组迭代轮数的奇偶性决定明文图像分块模式，并基于DNA符号运算的

2、改进Feiste1分组结构实现明文图像分组加密，将加密结果进行DNA编码反变换生成最终密文图像。通过安全性分析，该算法具有很好的抗攻击能力和有效性，可以广泛应用到图像信息安全保护中。关键词：图像加密；分组结构；祖冲之流密码；安全性分析’中图分类号：TP309．7文献标志码：A文章编号：1001—3695(2015)06-1761-05doi：10．3969／j．issn．1001—3695．2015．06．035ImageblockencryptionmethodbasedonZUCalgorithmandDNAencodingJingDangwei，WuChengma

3、o(SchoolofElectronicEngineering，Xi’anUniversityofPosts&Telecommunications，Xi’an710061，China)Abstract：Inordertostudyahighersecurityencryptionmethod，combinedwiththoughtsofmodembiologicalgenetechnologybasedontheDNAencoding，ZUC(ZUChongzhi)algorithmandblockencryptionstructure，thispaperpropose

4、dablocken—cryptionmethodonZUCalgorithmandDNAsequence．ThisalgorithmfirstlyusedtheZUCalgorithmtogeneratethekeystreamofencryptstructure．Secondly，itencodedtheplain—imageandkeystreambyDNAencoding．Atlast，itcontrolledbytheodevi~ofiterationtime，dividedtheencodedplain—imageintotwoparts，thenencryp

5、teditbytheimprovedFeistelblockstructurewhichwasbasedontheDNAoperation，andobtainedthecipher—imagebyDNAdecoding．Thetheoreticalanalysisandexperimentalresultsshowthatthealgorithmhashighsecurityandbetterstatisticalpropertiestoresistselectiveattackanddiferentialattack，anditissuitableforwidely印

6、plyinginthefieldofimageinformationsecurityprotection．Keywords：imageencryption；blockstructure；keystreamofZUC；analysisofsecurity密算法最为广泛。其遍历性、混合性、对初始条件和控制0引言参数敏感性使得混沌系统非常适合图像加密，但同时混沌系统存在短周期响应、有限精度效应等不足，使得基于混沌系统的随着信息时代的快速发展，特别是大数据时代的到来，计加密算法保密性降低。与此同时，除了基于混沌理论的图像加算机网络、通信技术和多媒体技术飞速发展，大量多媒体信息密

7、方法外，还有基于像素排列的加密方法”(但其像素排序耗相互通信、处理和应用，其安全性已成为当前各国备受关注的热点话题。早期的信息加密主要采用传统密码学方法，但它并时较大)以及自适应图像加密(但易受选择明文攻击等不不完全适合具有高度冗余且信息量巨大的图像、视频、音频等足)。总之，现有众多混沌加密方法存在一定的安全隐多媒体安全保护的需要。于是学者们针对多媒体信息的特点患⋯，于是将混沌理论、分组密码学、细胞自动机、DNA技术提出众多安全保护措施，诸如位置置乱法、数字水印、可视分存等有机结合来探讨新的图像加密方法已成为当前图像加密研共享等J，这些安