基于FPGA的图像加密系统开题报告

1. 研究目的与意义

在如今高度发达且发展的信息社会中，越来越多的普通人可以接触并熟练使用互联网进行交流，传递信息。

互联网的迅速普及已经成为信息时代的重要标志，然而，在面对大量信息共享和方便的同时，也面临着大量数据被泄漏、篡改和假冒的事实，个人信息容易遭到入侵。

基于这些社会问题，如何保证网民个人信息的安全已成为研究的关键问题。

2. 课题关键问题和重难点

设计pfga的图像加密系统，目的是如何利用fpga开发板，解决将需要加密的信息，进行加密设计操作，使除了知晓解密操作以外的人，无法识别并盗取信息。

遇到的难点：1.第一个目标，用于写课题fpga加密系统的方法较多，例如有绘图设计，撰写程序，和状态机方式设计这些方法。

如何选择妥当的方法，目前通过比较，选择撰写程序方式完成基于fpga的图像加密。

3. 国内外研究现状（文献综述）

首先，我们先分析fpga的国内外现状和发展。

国外现有状况：自从08年以来的金融危机所影响给科技社会带来的影响，半导体方面的市场受到巨大打击，但fpga并没因此受到影响，相反，因为工业技术的变革和进步，目前fpga仍被以xilinx为首的美国科技行业所垄断，市场也依旧以传统市场为主。

国内现有状况：fpga市场国产化率非常低，政府部门国产应用率低，商用市场国产化率就更低。

4. 研究方案

设计方案流程实现方案分为matlab加密设计，fpga系统框图设计，基于fpga的图像加密编码设计，quartus ii软件测试仿真这4部分。

1.matalb设计：anrold算法（1）采用matlab完成对anrold置乱算法加密解密的编码；（2）使用matlab对图片进行加密代码置乱操作，得到结果；（3）使用matlab对置乱后图片进行解密代码操作，得出结果；2.fpga系统框图：（1）解决待加密图片数据存储问题；（2）解决用hdl语言编写anrold算法矩阵运算部分的问题；（3）解决数据流向与显示的问题；系统框图3.fpga的图像加密编码：采用anrold置乱算法，对fpga的图像加密程序进行编码。

anrold置乱算法，是通过二维anrold矩阵变换定义，将数字图像看作为一个二维矩阵，像素矩阵通过cat映射与矩阵c相乘，使原坐标（x,y）拉伸，再进行取模运算，使(x,y)折叠在一个单位矩阵之中，输出后的（x,y）作为下一次anrold变换的输入，二维矩阵经过变换，迭代到一定次数后，对数字图像的像素重新变换排列，使原本图像变换为杂乱无章，无法辨识的图像，得到需要的置乱图像。

5. 工作计划

第1-2周：进行课题的需求分析。

第3-4周：在导师的指导下进行课题详细设计，并进行模块代码编写与调试。

第5周：中期检查。