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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利基于光混沌和DNA魔方置乱的图像加密方法及解密方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116436589B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310257692.7，技术领域涉及：H04L9/00；该发明授权基于光混沌和DNA魔方置乱的图像加密方法及解密方法是由陈伟浩;周雪芳;孙乐;李敏君;毕美华;杨国伟;胡淼;李齐良设计研发完成，并于2023-03-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于光混沌和DNA魔方置乱的图像加密方法及解密方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于光混沌和DNA魔方置乱的图像加密方法及解密方法，加密方法利用光混沌的特性、DNA编码计算、魔方置乱相结合对图像进行加密操作，步骤包括：输入密钥；利用密钥对光注入生成的光混沌进行重组加密；在像素级上对图像进行魔方置乱；在位平面上利用DNA编码、分块魔方置乱、DNA运算对位平面进行二次置乱，置乱后通过DNA解码将图像转换为像素值图像；利用光混沌序列对图像进行扩散，得到密文图像。其中，利用光注入方式生成的光混沌同步序列在接收端和发送端可以实现同步，并通过光混沌序列和密钥结合一起对图像进行加密，加密过程包括了像素级和比特级的加密，提高了加密的安全性。

本发明授权基于光混沌和DNA魔方置乱的图像加密方法及解密方法在权利要求书中公布了：1.一种基于光混沌和DNA魔方置乱的图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤： S1:输入密钥； S2:利用密钥对光注入生成的光混沌进行重组加密； S3:在像素级上对图像进行魔方置乱； S4:在位平面上利用DNA编码、分块魔方置乱以及DNA运算对位平面进行二次置乱，置乱后通过DNA解码将图像转换为像素值图像； S5:利用光混沌序列对图像进行扩散，得到密文图像； 设明文图像大小为M*N，在步骤S1中，输入64位十进制数字作为密钥kuser，分别与明文图像的横坐标之和srows与纵坐标之和scols的长度为64的十进制SHA-512值组合后，再次计算SHA-512后得到加密所需的两个密钥组：key_A，key_B； 计算公式如下所示： 将得到的key_A，key_B为512比特长的序列转换为十进制，其中key_A的长度与明文图像大小有关，取值范围为[1,16];key_B的长度为64，取值范围为[1,256] 在步骤S2中，将key_B转换成长度为512的二进制序列；将光混沌量化后，两个长度为M*N的光混沌序列CH_1和CH_2都划分为512段，当key_Bi=0时，CH_en1i=CH_1i,CH_en2i=CH_2i；当key_Bi=1时，CH_en1i=CH_2i,CH_en2i=CH_1i；经过key_B的加密后，得到了物理层和应用层双重加密的光混沌序列CH_en1和CH_en2，长度为M*N，取值范围为[1,256] 在步骤S3中，将明文图像重新排列为三维图像，设M*N13=H，如果M*N的开三次方不能整除，则在图像的行列上补零直到能被整除；key_A中的前H4*3个密钥为步骤S3中加密所需密钥，转化为二进制后，对应三维图像的x,y,z轴得到三个控制参数：choice_x,choice_y,choice_z，每个控制参数的长度为H，由0,1组成； 在步骤S3中，对三维排列的明文图像，类比于H*H*H的魔方，当choice_xi=0时，图像x轴的第i列所对应的[H,H]大小的矩阵向逆时针方向旋转90度；当choice_xi=1时，图像x轴的第i列所对应的[H,H]大小的矩阵向顺时针方向旋转90度；同理，当choice_yi=0时，图像y轴的第i列所对应的[H,H]大小的矩阵向逆时针方向旋转90度；当choice_yi=1时，图像y轴的第i列所对应的[H,H]大小的矩阵向顺时针方向旋转90度；当choice_zi=0时，图像z轴的第i列所对应的[H,H]大小的矩阵向逆时针方向旋转90度；当choice_zi=1时，图像z轴的第i列所对应的[H,H]大小的矩阵向顺时针方向旋转90度；经过步骤S3加密后的加密图像记为P1； 在步骤S4中，密钥key_mode由key_AH4*3+1:H4*3+4四个密钥相互异或的值乘以CH_en1后的比特第1位和第2位构成，大小为[M,N]，取值范围为[1,4]；密钥key_en是由key_AH4*3+5:H4*3+8四个密钥相互异或的值乘以CH_en1后的比特第3位和第4位构成，大小为[M,N]，取值范围为[1,4]；同理，密钥key_sel是由key_AH4*3+9:H4*3+12和CH_en1组合后的比特第5,6,7位构成，大小为[M,N]，取值范围为[1,8]；密钥key_magic是由key_AH4*3+13:H4*3+16和CH_en1组合后比特第8位构成，取CH_en1的前M4*N4*12位，大小为[M4,N4,12],由二进制构成； 在步骤S4中，将图像P1重塑成大小为[M,N]的图像，P1中像素值由8比特构成，利用长度为4的DNA序列来表示P1中的每个像素值，DNA表示方式选择由key_sel确定； 在步骤S4中，将大小为M*N图像划分为4*4大小的子块，子块坐标范围为[M4,N4]，子块中的DNA分布即为4*4*4的大小；利用key_magic对比特进行魔方置乱加密，在h∈[1,4]的情况下，当key_magici,j,h=0时，坐标为i,j的子块的x轴的第h列所对应的[4,4]大小的矩阵沿逆时针方向旋转90度；当key_magici,j,h=1，坐标为i,j的子块的x轴的第h列所对应的[4,4]大小的矩阵沿顺时针方向旋转90度；在h∈[5,8]的情况下，当key_magici,j,h=0时，坐标为i,j的子块的y轴的第h-4列所对应的[4,4]大小的矩阵沿逆时针方向旋转90度；当key_magici,j,h=1，坐标为i,j的子块的y轴的第h-4列所对应的[4,4]大小的矩阵沿顺时针方向旋转90度；在h∈[9,12]的情况下，当key_magici,j,h=0时，坐标为i,j的子块的z轴的第h-8列所对应的[4,4]大小的矩阵沿逆时针方向旋转90度；当key_magici,j,h=1，坐标为i,j的子块的z轴的第h-8列所对应的[4,4]大小的矩阵沿顺时针方向旋转90度； 在步骤S4中，利用key_mode和key_en对已经转换为DNA序列的图像信息进行DNA计算加密；key_mode中的四进制数表示的是选择两个DNA序列的计算方式，当key_modei,j=1,2,3,4时，分别表示对i,j像素点上的DNA序列进行加法、减法、同或和异或操作，计算的对象是key_en中四进制表示的DNA序列值；经过加密后，将图像的DNA信息通过选择其中一种DNA的表达方式转换为像素值图像P2。

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