基于 ResNet 的图片分类以及图片加密开题报告

1. 研究目的与意义

随着科技发展，信息时代离我们越来越近，人工智能、大数据、物联网的出现对人们的生活方式产生了巨大的影响，网上购物、网上聊天、网上学习，互联网不断渗透人们生活的方方面面并起着举足轻重的作用，但互联网技术不断突破时间空间壁垒、不断发展高新技术、不断扩大传输范围的背后，却隐藏着巨大的安全隐患，尤其是当人们工作生活等一些重要的、隐秘的信息都需要依靠电子产品存储，一旦出现信息丢失、恶意篡改和监听后果可能是毁灭性的。

生动直观是数字图像的一大优势，也正因为此，数字图像信息被广泛应用，图片加密技术能够很好的满足人们迫切想加强保护自己个人隐私的需求，能够在不破坏原图承载的信息的基础上为原始信息加上一层保护膜，即使被人恶意截获也无法得到原图信息，能够一定程度上保护好个人隐私。鉴于数字图像信息使用的广泛性，图片加密这一技术能应用的不只是保护个人隐私，还可以应用到商业工作领域，如保护客户资料，产品信息和招投标资料等重要文件中，一些军事机密资料的保护也离不开图像加密。

随着对图像信息加密的需求日益迫切，对信息加密技术要求日益提高，如何平衡好高质量加密和高匹配应用的问题就十分值得研究了。

2. 研究内容和预期目标

由于图像加密的需求日益迫切，该次研究内容将对比多种图像加密算法并基于多种图像加密算法完成对图像加密的程序。其中可能面临的主要问题，首先，部分加密算法十分复杂，计算量极大，有必须的硬件条件才能运行，对于这种要求较高的加密算法若无法找到合适的硬件设备则只能多读文献，发掘其应用潜力并与其他算法进行比较，其次用代码实现图像加密需要对数学要求较高，需要理解相关的数学计算方法和公式。

3. 国内外研究现状

在硬件工具加密方面，通过专用的加密芯片或独立的处理芯片实现密码运算，如加密u盘、加密芯片等，bitlocker就是在硬件中提前安装，还有一些内部有更复杂、更精密的电子机械的纯硬件加密设备。硬件加密虽然比软件加密强度更高、性能更好、更灵活的优点，但只适用于一次性永久授权，安装、维护和后续升级跟踪成本也较高，也无法实现基于互联网的电子化发行，限制了其应用范围。

在软件辅助加密方面，简单的方式有直接修改图片后缀名和设置隐藏文件夹，复杂一点的加密软件如winrar、veracrypt、360密盘等则可以给待加密的图片文档进行压缩赋码^[1]。

在加密算法方面，加密算法是图像加密应用领域的核心。主流的加密算法有基于混沌模型的图像加密算法、aes加密、ecc加密、傅里叶变换加密、映射加密等。其中基于混沌模型的图像加密研究热度较高，与文字相比，图像存储信息与像素有关，且数据量较为冗余复杂，鉴于此，有学者提出将图像加密划分为两个步骤即置乱和扩散，同时这两个步骤也适用于其他存储形式的加密，如文本加密和视频加密。提高压缩程度，降低加密计算难度和复杂度，不断提升加解密速度和保密性，这是图像加密研究的重点，为解决达到这些要求有两种解决办法，一是利用cml高维的混沌序列，另一种是将重点放在压缩上，聚焦于小波等级数压缩^[2]。近来，有突破置乱和扩散这两个步骤的加密方法也相继被学者们提出，如由学者sun等^[3]提出的cml彩色图像加密算法，该算法就利用了多个混沌序列来进行加密,学者zhang^[4]等提出了另一种新型的混沌系统,即空间非线性耦合方式。aes加密算法是一种对称加密算法，加密过程中秘钥长度保证在128bit，接收方用同一把秘钥对分组进行加密解密，可以通过多轮迭代来扩展秘钥长度，是目前图片加密算法中较为高级的计算方式^[5]

4. 计划与进度安排

1、2022-11-16至2022-11-24：指导老师下达任务书，对本次毕业设计的进度安排、功能实现和系统提出要求。

2、2022-11-25至2022-12-31：做好基础的数据准备及技术准备工作，构思系统的功能模块及整体框架。

3、2022-01-01至2022-06-28：在导师的指导下，实现程序基本功能，并通过导师检验。

5. 参考文献

[1]张佳永.一种基于MATLAB的图片加密技术验证[J].电子制作,2021(16):58-59 70.DOI:1 0.16589/j.cnk i.cn11-3571/tn.2021.16.021.[2]李丕. 高维非线性系统的加密算法与混沌同步研究[D].大连理工大学,2018.[3]A novel block cryptosystem based on the coupled chaotic map lattice[J] . Xing-yuan Wang,Xue-mei Bao.Nonlinear Dynamics . 2013 (4)[4]A novel image encryption/decryption scheme based on chaotic neural networks[J] . Nooshin Bigdeli,Yousef Farid,Karim Afshar.Engineering Applications of Artificial Intelligence . 2012 (4)[5]代超.基于数字图像的信息安全加密软件的设计与实现[J].电子技术与软件工程,2021(17):53-54.