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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利基于双向对角交叉变换的图像加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：CN116684065B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10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：202310817846.3，技术领域涉及：H04L9/00；该发明授权基于双向对角交叉变换的图像加密方法是由张晓强;王全余设计研发完成，并于2023-07-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于双向对角交叉变换的图像加密方法在说明书摘要公布了：数字图像具有信息量大、直观性强等特点，被广泛应用于医疗、交通、遥感等领域。然而，数字图像在传输和存储过程中的安全性问题也日益突出。为保证数字图像的安全传输和存储，提出了一种基于双向对角交叉变换的图像加密方法。本方法主要包括混沌序列产生、置乱和扩散三个阶段。在混沌序列产生阶段，使用三组初始条件和二维超混沌系统分别产生六个混沌序列；在置乱阶段，使用四种双向对角交叉变换对明文图像的高四位位平面进行比特级置乱，使用混沌序列的索引序列对比特级置乱后的图像进行像素级置乱；在扩散阶段，基于遗传学中心法则的扩散方法和密码子级多点交叉运算被用于对置乱后的图像进行扩散，进而得到加密图像。实验结果和安全性分析表明：本方法可保护图像内容，加密效果良好，安全性强且高效。

本发明授权基于双向对角交叉变换的图像加密方法在权利要求书中公布了：1.基于双向对角交叉变换的图像加密方法，其特征在于，加密过程包括如下步骤： 步骤1：密钥产生：令明文图像为I1,其大小为m×n，使用SHA-256算法计算I1对应的长度为256比特的哈希值，对哈希值进行分割，每8个比特一组，将256比特的哈希值转换成32个十进制数哈希值；根据外部密钥和32个十进制数哈希值，计算公式1所示的二维超混沌系统的三组初始条件μ1,x10,y10，μ2,x20,y20和μ3,x30,y30， 1 其中，μ是控制参数，xn和yn是状态变量； 步骤2：混沌序列产生：根据μ1,x10,y10，μ2,x20,y20，μ3,x30,y30和公式1所示的二维超混沌系统，可得到6个混沌序列，分别记为：X1，Y1，X2，Y2，X3和Y3； 步骤3：比特级置乱：对I1进行位平面分解，可得到8个位平面P1，P2，...，P8；对P5，P6，P7，P8分别使用四种不同的双向对角交叉变换进行置乱，得到置乱后的位平面，分别记为P'5，P'6，P'7，P'8；对P1，P2，P3，P4，P'5，P'6，P'7，P'8进行合并，得到置乱图像I2； 步骤4：动态四进制DNA编码：将I2中的每一个十进制形式的像素值转换成对应的四进制形式，并将结果转换成向量，可得到一个四进制向量S1；根据公式2，将混沌序列X1转换成一个编码规则向量Renc， R enc=modfloor1000×|X1|,8+12 其中，mod·是取模运算，floor·是向下取整运算，|·|是绝对值运算；根据Renc动态选取8种四进制DNA编码方式中的一种，对S1进行编码，可得到编码后的四进制DNA序列S2； 步骤5：转录与RNA级置乱：根据遗传中心法则中的转录规则，即以DNA为模板，以ATP、UTP、GTP和CTP为原料，按照碱基互补原则，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程，将S2转录成四进制RNA序列S3；对Y1进行升序排序，得到索引序列Y1_index；利用公式3对S3进行置乱，可得置乱后的RNA序列S4； S 4i=S3Y1_indexi，i=1,2,...,4mn3 步骤6：动态四进制RNA运算：使用公式4和5将X2和Y2分别转换成运算规则向量Roper和混沌RNA序列CRNA；使用公式6对S4进行扩散，可得扩散后的RNA序列S5， R oper=modfloor1000×|X2|,4+14 C RNA=modfloor1000×|Y2|,45 6 其中，fadd·，fsub·，fxor·和fxnor·分别代表RNA加法运算、减法运算、异或运算和同或运算； 步骤7：翻译与密码子级多点交叉运算：S5被翻译成一个密码子序列S6，每三个碱基形成一个密码子；将S6分成两个长度相等的子密码子序列S6_1和S6_2，使用密码子级多点交叉运算和二进制序列X3_bin对S6_1和S6_2进行重组，可得到重组后的两个子密码子序列S6_3和S6_4；二进制序列X3_bin由X3和公式7产生；合并S6_3和S6_4可得到一个新的密码子序列S7； X 3_bin=modfloor1000×|X3|,27 步骤8：逆翻译与逆转录：S7被逆翻译成一个RNA序列S8；S8被逆转录成一个DNA序列S9；这里逆转录指的是以RNA为模板，通过反转录酶，合成DNA的过程；逆翻译指的是从密码子序列到RNA序列的过程，将每个密码子分解成3个碱基； 步骤9：动态四进制DNA解码：使用公式8，将Y3转换成一个解密规则向量Rdec， R dec=modfloor1000×|Y3|,8+18 根据Rdec和8种DNA解码规则，S9被动态解码成一个四进制序列S10；将S10转换成对应的十进制序列S11；把S11转换成大小为m×n的加密图像I3。

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