基于DNA计算的图像信息隐藏模型

Abstract: With the maturity of Bio-computing technology, it has a broader research prospects, especially for massive data. At the same time, information security is increasingly threatened because of the continuous development of information technology. So, how to ensure the safety of massive data becomes a serious problem. The project intends to combine DNA computing model with watermarking technology that embeds watermarking information into image by using DNA computing model. Image information hiding model based on DNA computing is proposed in this project. According to the experimental features and chemical character of DNA computing, DNA coding model is firstly built by combining with the character of image and watermarking. Then, the usage of massively parallel computing capacity of DNA computing constructs the image watermark embedding and extracting model based on DNA computing. Finally, the error-correction mechanism of watermark is established to correct the error in the experiment by the theory of error-correcting codes. DNA coding model and watermark embedding and extracting model are adjusted by the feedback results of error correction.

生物计算技术的日趋成熟，使其拥有更为广阔的研究前景，尤其是针对海量的数据信息；与此同时，信息技术的不断发展使得信息的安全性日益受到威胁，因此，如何确保海量数据的安全成为亟待解决的问题。本项目拟将DNA计算模型与水印技术相结合，研究如何利用DNA计算模型将水印信息嵌入到图像信息中，提出基于DNA计算的图像信息隐藏模型。本项目首先依据DNA计算所需的实验特性以及化学性质，结合图像与水印信息的特点，建立DNA编码模型；然后，利用DNA计算的超大规模并行计算能力，建立基于DNA计算的图像水印嵌入与提取模型；最后，建立水印信息的纠错机制，利用纠错码理论对实验过程中的误差进行纠错，并根据纠错的结果反馈并调整DNA编码模型以及水印信息嵌入与提取模型。

信息技术的不断发展使得信息的安全性日益受到威胁，但是生物计算技术的日趋成熟，为生物计算解决信息安全问题带来了曙光。本项目拟将DNA计算模型与水印技术相结合，研究如何利用DNA计算模型将水印信息嵌入到图像信息中，提出基于DNA计算的图像信息隐藏模型。本项目首先构建了图像与水印信息的DNA编码模型：① 基于编辑距离的组合约束条件的DNA编码模型；② 基于Bloch量子混沌算法的DNA编码集合设计；③ 基于小生境排挤机制的入侵杂草算法的DNA编码序列优化方法；④ 基于混沌遗传算法的DNA多序列比对；其次，基于DNA计算的图像水印嵌入与提取模型研究：① 图像信息加密结构方法研究；② 基于可逆整数小波变换的图像加密与水印融合算法；③ 基于DNA编码的图像水印算法；④基于DNA计算的可逆水印隐藏研究；最后，建立了基于DNA编码的图像信息纠错模型，确保图像信息的准确性。.本项目以DNA计算和图像水印为应用背景，结合DNA杂交反应的特点，建立多个DNA编码模型，同时将智能优化算法和混沌理论引入DNA编码和DNA序列比对的研究中，与前人研究成果相比较，不仅可以提高编码效率，还降低了编码冗余度。.本项目组针对数字图像安全需求的不同，比较各类数字图像加密结构的加密效果，确定最优的数字图像加密结构，并为了提高图像信息的安全性，将图像加密和数字图像水印融合起来。结合DNA编码和数字图像水印的前期基础和研究成果，建立基于DNA编码以及基于DNA计算的图像水印嵌入与提取模型，增强图像信息安全。