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海南大学本科生毕业论文（设计）开题报告题目图像加密的研究与测试学生姓名学号20111613学院信息科学技术学院专业年级指导教师职称、学历计划完成时间开题报告一、选题的目的、意义（理论、现实）和国内外研究概况近十年来，随着信息网络技术的飞速发展，多媒体技术在各领域的应用可谓是日新月异。数字图像无疑已经成为互联网的主要交互对象之一。数字图像在军事系统、政府机构、医疗系统、国防系统和金融系统等重要机构中得到了广泛应用，这也意味着图像在传输的过程中存在着巨大的安全隐患。多媒体数据，特别是数字图像，比传统的文字承载着更大更丰富的信息量，图像的安全需求主要包括三个方面：（1）保密性（2）完整性（3）版权保护。为了保护数字图像的安全交互，就需要很可靠的图像加密技术。基于混沌的图像加密技术是近年来才发展起来的一种密码技术。混沌系统用于数据加密最早由英国数学家Matthews提出，从此人们开始了混沌密码的研究。混沌信号具有的非周期性、类噪声的特性，使得它具有天然的隐蔽性；对初始条件和微小扰动的高度敏感性，又使混沌具有长期的不可预测性。混沌信号的隐蔽性和不可预见性使得混沌适宜保密通信。在基于混沌理论的密码技术加密算法体制中，密钥的设计和所参与的运算机制，使其具有位错误扩散作用，即两个长度完全相同的密钥，只要存在一位的差异，两个密钥的非线性变换的结果是截然不同的。它实现了不同的密钥将导致加密或解密的非线性变换结果的全局性差异，从而保证了用户密钥使用唯一的属性。二、本课题的理论依据、研究内容和研究方法、步骤及进度安排由于数字图像比文字或声音更加的生动、形象和直观，蕴含的信息十分的丰富，故数字图像信息的安全就越发引起人们的重视。因此本文以数字图像为基础，研究数字图像信息加密算法安全技术。图像信息安全技术包括图像加密和图像认证等。本次课题的宗旨是分析数字图像的结构及其特点，然后对数字图像进行加密和解密，即：利用一定的图像加密算法对一副图像进行加密，以达到隐匿原始图像的目的,然后进行解密，恢复原始图像。图像加密算法已经取得了丰富的研究成果，人们已经设计出了很多的图像加密算法。典型的有以下几种：（1）基于现代密码体制的图像加密；（2）基于秘密分割与秘密共享的图像加密技术；（3）基于矩阵变换的图像加密；（4）基于混沌的图像加密。图像加密的测试方法：图像的直方图是图像的重要统计特征，它可以认为是图像的灰度密度函数的近似。加密效果评价标准之一就是要使密文图像的灰度直方图分布均匀，类似随机图像，这样就说明算法具有良好的扰乱性能。攻击者难以从密文中提取明文的像素统计特征，能够有效的防止已知明文或者选择明文的攻击。步骤及计划：第一步准备工作：广泛阅读有关图像加密技术的中外论文，了解这一研究领域的发展动向，同时适当阅读该课题所涉及到的一些理论知识方面的工具书，并与学过的知识相结合，弄明白问题的本质。第二步初步方案的提出：在搞懂图像加密技术以及混沌学原理后，针对现状并结合毕业设计任务书的要求，提出自己的方案，尽量体现出自己的特色，不求全新，注重稳重，尽量使其与实际情况相符，要更实用些。第三步方案的反思完善：考虑可能存在的潜在问题，并对这些性能做较深入的理论说明,寻求创新点。第四步仿真实验：在理论上证明了一致性的有效性后，通过仿真实验来观察实验现象是否与理论相符。第五步分析总结：通过反思，查找以上时期的工作不足并加以改正，撰写论文，准备答辩。第1~4周：办理毕业设计题目变更手续，阅读文献，收集资料，确立初步设计方案，完成开题报告、文献综述。第5~10周：完成设计方案，撰写论文初稿，进行中期考核。第11~15周：完成毕业设计撰写论文，修改格式，打印论文。第16~18周：指导教师进行检查评分，进行论文评阅、论文答辩。主要参考文献[1]闵连权.一种实用的图像加密算法[J].河南郑州:信息工程大学测绘学院.2005年10月[2]赵晓宇.图像加密技术及其安全性估计[D].浙江大学，2003.5[3]王永，杨德刚，韦鹏程，张伟，杨华千.一种基于复合离散混沌系统的对称图像加密算法.计算机科学，2006,33（12）：86-90[4]廖晓峰，张伟，韦鹏程，杨华千等.对一种基于混沌映射的对称图像加密算法的改进.计算机科学，2007,34（12）：248-251[5]韦鹏程，张伟，杨华千.一种基于共轭混沌映射的图像加密算法.计算机科学，2006,11：237-240[6]卢开澄．计算机密码学——计算机网络中的数据保密与安全(第二版)．北京：清华大学出版社，1998，210~212三、本课题的重点、难点，预期结果和成果形式1、如何对图像进行加密解密。这是本课题首要解决的问题，分析加密的结构特点，完成加密与解密过程的理论分析和变换。选择一个实时、安全、保密性高的加密原理。通过所学理论知识及课外扩展，运用混沌密码技术，可以为数字加密技术提供新的思路。本课题主要研究的是基于混沌的图像加密解密算法及实现，即设计一个在matlab7.8环境下，基于混沌的数字图像加密解密系统，对任意输入的一幅灰度图像进行加密解密，并能够得出正确的结果。最后我将从密钥的安全性，保密性，加/解密的速度，图像信息的完整性来对加密性能进行测试。学生签名：年月日指导教师意见（对本课题的深度、广度及工作量等的意见）指导教师签名：年月日开题指导小组意见组长签名：年月日