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1北方民族大学毕业论文（设计）开题报告书题目图像加密算法设计姓名韩耀华学号20120638专业通信工程指导教师信丽萍北方民族大学教务处制2北方民族大学毕业论文（设计）开题报告书年月日姓名韩耀华院（部）电信学院课题性质设计学号20120638专业通信工程课题来源给定题目图像加密算法设计一、选题的目的、意义（含国内外相同领域、同类课题的研究现状分析）：二十世纪九十年代以来，随着信息技术和网络通信技术的快速发展，越来越多的多媒体信息开始在网络上传输。数字图像作为多媒体信息的重要部分，因其比传统文字拥有更大的信息量，现在已经成为人们用来传输信息的重要手段。然而，由于计算机网络的开放性、复杂性、多变性，使得数字图像信息容易被窃取、篡改、非法复制和恶意传播等。虽然数字图像信息给我们带来了方便快捷的信息获取方式，但是它隐含的安全隐患也给人们敲响了警钟。图像信息安全是一门涉及计算机应用技术、网络通信技术、信息技术、数学以及密码学等多学科的研究课题。由于数字图像具有信息量大、相邻像素相关性强、能量分布不均匀、图像数据冗余性强等固有特征，使得传统的分组加密算法（如，、、等）加密图像数据效率过低而不适合实时图像加密。与传统的密码系统相比，混純系统具有对初值和控制参数的极端敏感性、长期不可预测性和非周期性等优良特性，因此，混纯序列可以被作为理想的密码来使用。混纯系统的特点吸引了密码学家的关注，他们将混沛理论应用到密码学中，通过不懈努力研究出了基于混纯系统的数字图像加密算法。法学家庞加莱在对常微分方程定性理论的研究中，他发现的同宿轨道实际上已孕育了混沛思想的萌芽。在年美国气象学家在研究模拟天气预报时，提出了著名的洛合兹方程，是耗散系统中一个确定的方程，它是能导出混沛解的第一个方程实例。随后在年，美籍华人学者李天岩和美国数学家在美国数学月刊上联名发表了一篇震动整个学术界的论文“周期蕴含混纯”，首次使用“混沛”概念，从此开启了混纯研究的先河。随着人们对混纯理论的深入研究，科学家们相继发现了存在于混纯学中的奇异吸引子、分盆、分数维和费根鲍姆常数等规律性现象和性质。由于混沛系统具有对初始条件和控制参数的极端敏感性、长期不可预测性和遍历性等优良特性，所以混纯系统与密码学具有天然的相似性。也就是说，混纯系统产生的混纯序列天生具有应用于密码学的优势。鉴于混纯系统的优良特性，广大学者幵始研究将混纯密码学应用于图像加密领域。在混沛密码学诞生的数十年里，研究学者们不断地对混纯密码学做大量深入的研究，提出很多新的加密方案，同时也提出了不少破解方法，对混纯密码学的发展起到了积极的推动作用。目前，通常采用混纯系统中加入其它伪随机序列、多个混纯系统复合和混纯反控制的方法来改善低维混纯系统在有限精度下周期短的问题。近几年国内才幵始做混纯密码学的研究，但是已经取得了一些骄人的成绩。一些性能优良的混纯加密算法已经幵始应用到数据信息的同步安全传输。由此可见，混沛密码学在多媒体信息领域拥有广阔的应用前景。数字图像，作为当前人们信息交流的主要方式之一，其含有的信息量大、冗余度髙。而混沛系统具有初值敏感性、伪随机性和确定性等特性，非常适合于数字图像的加密。因而，基于混纯的图像加密技术受到了人们广泛而深入的研究。综上所述，基于混沛的数字图像加密技术已经有了很大的发展，并逐渐开始走向成熟。同时，由于混纯系统具有有界性、遍历性、长期不可预测性和初值敏感性等优良特性，因此将混纯应用于数字图像加密领域具有广阔的应用前景和现实意义。3二、本题的基本内容：课题任务、重点研究内容、实现途径、方法及进度计划1.课题任务：本课题要求学习使用Matlab仿真软件，选取混沌模型，根据初始密钥值采取迭代的方法生成混沌序列，然后通过对图像像素内容置乱和位置置乱相结合的方法，达到加密的目的。并用Matla对该系统进行仿真，对比仿真的图像、分析图像加密效果。2.重点研究内容：本设计的重点研究内容是掌握数字图像加密的方法及其在Matlab上的仿真。①混沌的基本理论研究。②图像加密的基本原理与常见方法③根据混沌图像加密技术的几种设计思路，结合其他加密方法，设计了两种图像加密算法，并进行了实验仿真以及安全性分析。④对所设计的图像加密算法进行了分析与总结。3.实现途径及方法：本设计主要通过首先查阅相关参考书，了解数字图像加密算法的原理，实现数字图像加密的方法。4.进度计划：进度计划序号毕业设计（论文）工作进度日期（起止周数）%1查询资料、设计需求分析2.23-3.15（1）152阅读参考资料书籍、原理设计3.15-3.22（2-3）153程序设计3.23-4.17（3-5）154编写程序、调试仿真、提交论文提纲4.17-5.1（6-8）155论文撰写5.1-5.18（9-12）256论文修改5.18-5.24（12）107毕业设计答辩准备与答辩5.24-6.1（13）54三、推荐使用的主要参考文献：1.廖建华.基于混沌理论的数字图像加密技术研究[D].长沙:中南大学硕士学位论文,2009.2.杨善义.基于混沌的数字图像加密算法研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学硕士学位论文,2009.3熊昌镇,邹建成,齐东旭.一种基于混沌映射的数字图像加密新算法[J].中山大学学报(自然科学版）4王衍波,薛通著.应用密码学[M].北京:机械工业出版社,20035刘家胜.基于混沌的图像加密技术研究[D].合肥:安徽大学博士学位论文,2007.6高铁杠,陈增强,袁著祉.混沌系统的混合同步及其在安全通信中的应用[J].通信学报四、指导教师意见：签章：年月日五、院（部）审查意见：签章：年月日