【摘 要】
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在信息数据快速传播的时代,数字图像传输的频率很高。在保护图像信息的各种方法中,对图像进行加密是一种非常有效的措施。与文本和语音相比,图像表示的信息更加生动,但这也意味着图像信息量很大,冗余度很高,相关性很强。因此,传统的加密方案不能保证加密的安全性要求。遗传信息分为脱氧核糖核酸（Deoxyribo Nucleic Acid,DNA）和核糖核酸（Ribonucleic Acid,RNA）,DNA计算
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在信息数据快速传播的时代,数字图像传输的频率很高。在保护图像信息的各种方法中,对图像进行加密是一种非常有效的措施。与文本和语音相比,图像表示的信息更加生动,但这也意味着图像信息量很大,冗余度很高,相关性很强。因此,传统的加密方案不能保证加密的安全性要求。遗传信息分为脱氧核糖核酸（Deoxyribo Nucleic Acid,DNA）和核糖核酸（Ribonucleic Acid,RNA）,DNA计算具有体积小、存储量大、运算快、耗能低和并行性规模大等优点;RNA具有自互补序列特征,其有助于模运算操作。因此本文提出了三种混沌系统和遗传信息结合的图像加密算法:（1）提出了基于Hash表结构置乱和DNA替代相结合的图像加密算法。通过对混沌序列使用Hash表结构中的封闭散列法,构造无重复值的序列,充分置乱明文的像素值;然后通过DNA动态编解码、替代规则修改像素灰度值。通过大量的安全性分析显示本算法是安全可靠的。（2）提出了基于Fisher-Yates置乱和DNA子序列运算相结合的彩色图像加密算法。利用Fisher-Yates置乱方法对R、G、B三通道的明文图像进行置乱;再运用DNA子序列运算和DNA加减异或运算来修改置乱后明文信息。该算法易于实现,同时还具有初值敏感性高和抗攻击能力强等优点。（3）提出了基于混沌Josephus置乱和RNA计算相结合的图像加密算法。通过使用混沌映射提高了传统Josephus遍历序列的随机性,使得图像的置乱效果更好;然后在扩散过程中,通过使用RNA模运算以及RNA密码子随机替换破坏相邻像素之间的强相关性。实验结果和安全性能分析验证了该加密方案的可靠性和鲁棒性。本文利用遗传算法中DNA和RNA的动态编码运算与混沌序列进行有效结合,保证了灰度图像以及彩色图像的加密安全性,可用于图像加密和传输。
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