[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
[0022] 实施例1:
[0023] 如图1所示的基于光混沌的DNA图像加密系统包括第一激光器1‑1、第二激光器1‑2、第三激光器1‑3、第四激光器1‑4、第五激光器1‑5、第六激光器 1‑6、第七激光器1‑7、第一密钥生成器2‑1、第二密钥生成器2‑2、第三密钥生成器2‑3、第四密钥生成器2‑4、第五密钥生成器2‑5、第六密钥生成器2‑6、第一分束器3‑1和第一反射镜4‑1。
[0024] 具体的,第一反射镜4‑1的a1端口与第一激光器1‑1的b1端口相连接,第一激光器1‑1的b2端口与第一分束器3‑1的c1端口相连接,第一分束器 3‑1的c2端口与第二激光器1‑
2的d1端口相连接,第二激光器1‑2的d2端口与第一密钥生成器2‑1的e1端口相连接,第一分束器3‑1的c3端口与第三激光器1‑3的f1端口相连接,第三激光器1‑3的f2端口与第二密钥生成器 2‑2的g1端口相连接,第一分束器3‑1的c4端口与第四激光器1‑4的h1端口相连接,第四激光器1‑4的h2端口与第三密钥生成器2‑3的i1端口相连接,第一分束器3‑1的c5端口与第五激光器1‑5的j1端口相连接,第五激光器 1‑5的j2端口与第四密钥生成器2‑4的k1端口相连接,第一分束器3‑1的c6 端口与第六激光器2‑6的l1端口相连接,第六激光器2‑6的l2端口与第五密钥生成器2‑5的m1端口相连接,第一分束器3‑1的c2端口与第七激光器1‑7 的n1端口相连接,第七激光器1‑7的n2端口与第六密钥生成器2‑6的o1端口相连接。
[0025] 进一步的,所述第一密钥生成器2‑1用于对彩色图像的R分量灰度图像进行DNA加密运算;所述第四密钥生成器2‑4用于对加密的R分量灰度图像进行 DNA解密运算。
[0026] 进一步的,所述第二密钥生成器2‑2用于对彩色图像的G分量灰度图像进行DNA加密运算;所述第五密钥生成器2‑5用于对加密的G分量灰度图像进行 DNA解密运算。
[0027] 进一步的,所述第三密钥生成器2‑3用于对彩色图像的B分量灰度图像进行DNA加密运算;所述第六密钥生成器2‑6用于对加密的B分量灰度图像进行 DNA解密运算。
[0028] 进一步的,为了确保加密和解密效果,所述第二激光器1‑2与第五激光器 1‑5的器件参数相同;所述第三激光器1‑3与第六激光器1‑6的器件参数相同;所述第四激光器1‑4与第七激光器1‑7的器件参数相同。其中,第二激光器 1‑2和第五激光器1‑5分别为彩色图像的R分量灰度图像的加密端和解密端;第三激光器1‑3与第六激光器1‑6分别为彩色图像的G分量灰度图像的加密端和解密端;第四激光器1‑4与第七激光器1‑7分别为彩色图像的B分量灰度图像的加密端和解密端。
[0029] 进一步的,所述第一激光器1‑1、第二激光器1‑2、第三激光器1‑3、第四激光器1‑4、第五激光器1‑5、第六激光器1‑6和第七激光器1‑7的耦合系数均为0.5。
[0030] 进一步的,所述第一激光器1‑1、第二激光器1‑2、第三激光器1‑3、第四激光器1‑4、第五激光器1‑5、第六激光器1‑6和第七激光器1‑7产生的信号波长范围均为1500nm‑1550nm。
[0031] 进一步的,所述第一激光器1‑1、第二激光器1‑2、第三激光器1‑3、第四激光器1‑4、第五激光器1‑5、第六激光器1‑6和第七激光器1‑7产生的功率均为10mW。
[0032] 以图1至图5为例,本发明的工作实现方式如下:
[0033] S1,由第一激光器1‑1产生光信号,经过第一反射镜4‑1反射后与原始光信号一同进入 第一分束器3‑1,并依次同时驱动第二激光器1‑2、第三激光器 1‑3、第四激光器1‑4、第五激光器1‑5、第六激光器1‑6和第七激光器1‑7 进行同步;
[0034] S2,完成同步后的第二激光器1‑2、第三激光器1‑3、第四激光器1‑4、第五激光器1‑5、第六激光器1‑6和第七激光器1‑7,在接收到第一分束器3‑1 的光信号后,输出更加复杂的混沌光信号,并进入对应连接的密钥生成器将所述混沌光信号转化为数字密钥;
[0035] S3,通过得到的数字密钥与输入的原始彩色图像(图2)RGB各分量的灰度值序列,分别进行DNA加密操作,对彩色图像进行加密,彩色图像加密后的 RGB各分量灰度值序列如图3所示;
[0036] S4,彩色图像加密后的RGB各分量在经过传输后,与数字密钥进行DNA 解密操作,对彩色图像RGB各分量进行恢复,彩色图像解密后的RGB各分量灰度值序列如图4所示;
[0037] S5,最后通过对恢复后的彩色图像RGB各分量进行组合,得到解密后的彩色图像,即原始彩色图像,如图5所示。
[0038] 本发明利用混沌原理,在加密端和解密端生成密钥,通过可逆的DNA加解密操作,对彩色图像进行加密,增加了系统的保密性,假使加密图像在传输过程中被截获,如果没有数字密钥,就无法获取原图像;本发明为多通道彩色图像加密系统,能够抵抗多种针对加密图像的攻击,具有很好的保密性能;本发明与以往光混沌图像加密系统不同的是,彩色图像三个分量的密钥由同一个激光器控制的三个从激光器分别产生,并通过DNA加密操作与彩色图像三个分量进行运算,进而对彩色图像进行加密。
[0039] 以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。