Chaos-based remote sensing image encryption algorithm using dynamic Hachimoji DNA coding and gene editing

doi:10.1007/s11760-026-05253-1

Chaos-based remote sensing image encryption algorithm using dynamic Hachimoji DNA coding and gene editing

2026-03-10

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DOI：10.1007/s11760-026-05253-1

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为解决通过公共网络传输敏感地理空间数据日益增长的安全问题，本文提出了一种新颖的遥感图像加密算法（RSIEA），该算法集成了新设计的二维超混沌系统、3D U型变换、改进的Hachimoji DNA操作和基因编辑技术。首先，将彩色明文图像划分为四个大小相等的子图像。然后，这些子图像以不同角度旋转，并使用设计的3D U型变换进行置乱。其次，使用动态Hachimoji DNA编码将置乱图像编码为DNA序列。随后，采用改进的Hachimoji DNA操作同时改变碱基类型和位置，确保每个像素受到其他像素的影响。第三，在扩散过程中使用基因编辑操作以增强算法的安全性。最后，通过动态Hachimoji DNA解码对扩散后的DNA序列进行解码，得到加密图像。实验结果表明，所提出的RSIEA算法实现了大密钥空间（2⁵⁹⁸）、近理想信息熵（高达7.9975）、可忽略的相邻像素相关性（低于0.01）以及强大的抗差分攻击能力（NPCR约为99.6134%，UACI约为33.4643%）。因此，该算法在军事和民用应用中均有望成为遥感图像保护的有力候选方案。

Keyword:

Image encryption

Chaos

U-shaped transform

Hachimoji DNA coding

Gene editing

Chaos-based remote sensing image encryption algorithm using dynamic Hachimoji DNA coding and gene editing

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