图像加密算法研究与分析开题报告

 2022-01-14 10:01

全文总字数:3891字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着互联网的高速发展与普及,网络已经覆盖了人们生活的方方面面,越来越多的人利用网络高速便捷地传递各种信息,而其中,图像是人们在网络上传递数量最多的信息之一。各个领域对图像的需求量都相当之大,小到使用最为频繁的个人证件照,大到医学上的各种影像资料,这些信息有的是个人隐私,有的是商业机密,甚至有的是国家机密。然而,我国的网络安全状况却不容乐观,计算机受病毒感染和破坏的情况相当严重,各种黑客活动也不断威胁着网络安全,导致这些图像在网络间传输很容易受到攻击,包括信息窃取、数据篡改等,从而造成难以估量的损失。因此,通过图像加密的方式保护图像的信息安全,是摆在我们面前的重要研究课题。

本课题的研究目的旨在对现有的图像加密算法进行深入的研究分析,总结出它们的原理和特征,比较它们的性能和安全性以及加密效果,最后提出改进方案。

目前主流的图像加密方式有如下几种:像素位置置乱、颜色值置乱、des、aes、rc4、混沌加密。其中像素位置置乱和颜色值置乱加密方式较为简单,也同样易于被破解,其他几种方式虽然有各自不同的优点,但在加密效率上也有巨大的差别,并且任何加密算法都不是万无一失的,总是会有让人忽略的安全性漏洞。所以,深入研究各种加密算法,剖析它们的内在原理和运作方式并通过比较总结出它们的性能和安全性的意义就不言而喻了。

国内外研究现状

对于图像数据来说,加密技术就是把待传输的图像看作明文,通过各种加密算法,在密钥的控制下,实现图像数据的加密,这种加密机制设计思想是加密算法可以公开,通信的保密性完全依赖于密钥的保密性,即符合柯克霍夫准则。

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2. 研究的基本内容

1、像素位置置乱、颜色值置乱、des、aes、rc4、混沌加密这几种加密方式的加密原理、密钥特征、关键代码的含义

2、上述加密算法加密图像的效果

3、上述加密算法的运算时间、复杂度、资源消耗量

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

完成本课题的主要工作包括1、找到各种加密算法的标准代码,总结它们的加密原理、密钥特征、关键代码的含义;2、运用这些加密算法加密同一组图片,得到加密后的效果并比较它们的加密时间、复杂度和资源消耗量;3、阅读国内外相关论文并根据自己的分析,总结出这些算法缺陷和安全性;4、研究对这些算法的改进措施,尝试解决它们安全性的问题。

2019.01-2019.02找到各种加密算法的标准代码,总结出它们的加密原理、密钥特征、关键代码的含义并完成加密实验

2019.03-2019.04 根据上一阶段的结果进行比较总结,并阅读这几种加密算法的相关论文,总结它们的缺陷和安全性;

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4. 参考文献

[1]zhihua xia, neal n. xiong, athanasios v. vasilakos, xingmingsun, epcbir: an efficient and privacy-preserving content-based image retrievalscheme in cloud computing, information sciences, 387: 195-204, 2017

[2]zhihua xia, yi zhu, xingming sun, zhan qin, and kui ren, towardsprivacy-preserving content-based image retrieval in cloud computing, ieee transactions on cloud computing,2015.11, online, doi 10.1109/tcc.2015.2491933.

[3]zhihua xia, xinhui wang, liangao zhang,zhan qin, xingming sun, and kui ren, a privacy-preserving and copy-deterrencecontent-based image retrieval scheme in cloud computing, ieee transactions oninformation forensics and security, 11(11): 2594-2608,2016

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