基于DNA编码图像加密系统的FPGA实现

◆李莉 刘梦

基于DNA编码图像加密系统的FPGA实现

◆李莉 刘梦

（北京电子科技学院电子与通信工程系 北京 100070）

图像相比传统文本蕴含更复杂和丰富的信息，图像的广泛应用使得其对安全和隐私的需求也越来越高，如何实现图像数据的安全传输和存储一直是研究的热点。本文基于DNA编码，提出了一种将DNA计算和线性反馈移位寄存器相结合的图像加密方案，使用线性反馈移位寄存器产生的随机序列作为DNA计算过程中的选择密钥，实现对DNA计算的选择，利用DNA计算的多样性实现数据的加解密处理。设计在国产紫光同创PGL22G FPGA上进行了实现，加密性能测试及统计分析结果显示，此图像加密系统硬件实现简单、资源占用低，且具有良好的随机性和安全性，加密效果良好。

图像加密；DNA计算；国产FPGA

1 引言

作为主流的多媒体形式，图像相比于文本蕴含更多的信息。数字图像的广泛应用使得其在传输、存储上的安全愈来愈受到重视。图像加密作为保护图像数据安全和用户隐私的一种方法，一直是研究的热点。目前的图像加密技术主要分为两种，一是空域图像加密技术，对图像数据直接进行加密运算操作，常见的方法有像素置乱、现代密码体制的加密，如：DES、AES等；二是压缩图像加密技术，将图像数据使用某种压缩格式或编码技术进行加密，如JPEG编码、算术编码等。从实现方法上来说，又分为软件实现和硬件实现两种，硬件运算的快速性成了追求高用户体验的设计首选。……