基于孤子理论的混合图像加密技术：结合元胞自动机与DNA编码

《Scientific Reports》：A soliton based hybrid image encryption technique using Cellular Automata and DNA encoding

　　

摘要

在当今技术飞速发展的时代，多媒体数据正在以极快的速度传输。在各种基于物联网的应用中，传感器设备会以图像的形式传输数据。然而，当这些传感器被用于国防或医疗等对信息安全性要求较高的领域时，图像数据在传输到边缘节点之前就需要进行加密处理。尽管传统加密方法被广泛使用，但由于其对资源受限设备的限制，这类方案并不适用于物联网设备。为克服这些缺陷，人们提出了一种新的图像加密技术，名为孤子混沌元胞自动机DNA加密法。该技术通过128位扩散密钥对图像进行打乱处理，利用元胞自动机对像素进行变换，再通过反馈XOR矩阵实现加密。经过NIST统计测试套件检测，这种加密后的图像具有很高的随机性。此外，通过对相关系数、信息熵以及差分分析的测试，进一步证明了该技术具备较强的抗攻击能力。该加密方法在抵御数据丢失和噪声攻击方面表现出出色的稳定性。