基于windows加密图像安全传输的研究与实现

基于windows加密图像安全传输的研究与实现

论文摘要

随着网络的飞速发展,图像数据是互联网多媒体数据的重要传输媒介之一,在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色,但由于信息量在增加,而带宽资源却有限,因此要实现数据的高速传输,所以对图像数据的压缩非常必要。而且由于网络黑客的猖獗,对数据的加密成为了一种非常必要的手段,因此研究与实现一套加密图像的安全传输系统有着具大的市场价值。本文正是针对上述问题,以加密图像安全传输的研究与实现为研究对象,在分析和研究国内外应用图像压缩和数据加密的算法基础上,并深入研究相关DCT变换、Huffman变换、S盒的生成、行变换、列变换以及混合列变换。研究并实现了加密图像的安全传输系统。该系统的主要内容为:1.研究了图像压缩技术,对原始BMP数据图像进行压缩和解压。由于图像数据中存在大量我们肉眼无法看到的信息冗余,通过DCT变换将其去除,从而使图像数据变得更加小巧,从而节省存储资源和网络传输中的带宽资源。压缩后的数据经还原,与原图像相比,肉眼是基本感觉不到差别的存在。2.研究了数据加密技术,对压缩后的图像数据进行AES加密与解密,加密阶段对数据进行了9轮的S盒查询、行变换、列变换和1轮S盒查询、行变换和与扩展密钥异或操作,通过层层替换、层层循环操作,从而使非授权者没有办法从得到的数据中获取真实的信息,保证数据的安全性。AES数据的解密是其加密的反过程,用户只有在输入加密时的密码,数据才能正确显示,否则显示乱码。3.研究了数据传输。客户端和服务端的套接字的建立,通信通道的建立,数据的发和收和关闭套接字。在实验室的环境下,结系统进行了系统测试。测试结果表明,加密图像的安全传输系统能对图像数据进行高效安全的快速传输。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 国内国外研究现状
  • 1.3 论文的主要工作及特色
  • 1.3.1 论文的主要工作
  • 1.3.2 论文特色
  • 1.4 论文的组织结构
  • 第二章 系统基本理论
  • 2.1 图像的基本概念
  • 2.1.1 色度原理
  • 2.1.2 三基色原理
  • 2.1.3 肉眼的视觉特性
  • 2.1.4 图像质量好坏的评估
  • 2.1.5 图像系统
  • 2.2 图像的颜色模型
  • 2.2.1 RGB 模型
  • 2.2.2 YUV 模型
  • 2.2.3 YCrCb 模型
  • 2.2.4 YUV 模型的编码格式
  • 2.3 图像压缩技术
  • 2.3.1 图像数据压缩方法
  • 2.3.2 图像采样
  • 2.3.3 RGB 与 YUV 转换过程
  • 2.3.4 图像压缩基本流程
  • 2.4 离散余弦变换
  • 2.4.1 离散余弦正变换公式
  • 2.4.2 离散余弦反变换公式
  • 2.5 Z 型变换
  • 2.6 哈夫曼变换
  • 2.6.1 静态哈夫曼原理简介
  • 2.6.2 构建静态哈夫曼树
  • 2.6.3 哈夫曼编码
  • 2.6.4 哈夫曼树译码
  • 2.7 AES 加密解密
  • 2.7.1 AES 设计及现状
  • 2.7.2 AES 算法理论基础
  • 2.7.3 AES 整体结构
  • 2.7.4 S 盒的构成
  • 2.7.5 加密算法描述
  • 2.7.6 AES 解密算法
  • 2.7.7 安全性分析
  • 2.7.8 密钥的管理
  • 2.8 套接字编程
  • 2.8.1 TCP/IP 结构和特点
  • 2.8.2 客户机/服务器(Client/Server)模式
  • 2.8.3 基本套接字
  • 2.8.4 小结
  • 第三章 需求分析及主要功能模块
  • 3.1 功能需求
  • 3.2 运行环境
  • 3.3 功能模块
  • 3.3.1 图像数据压缩解压模块
  • 3.3.2 数据加密解密模块
  • 3.3.3 数据传输模块
  • 3.4 小结
  • 第四章 详细设计
  • 4.1 BMP 图像的压缩与解压
  • 4.1.1 BMP 图像数据的读取
  • 4.1.2 BMP 文件转换为 YUV
  • 4.1.3 YUV 转换 DCT
  • 4.1.4 对 DCT 进行 Huffman 编码
  • 4.1.5 小结
  • 4.2 AES 加密与解密
  • 4.2.1 初始化 S 盒和种子密钥
  • 4.2.2 密码的获取
  • 4.2.3 明文的读取与密文的保存
  • 4.2.4 加密的实现
  • 4.3 AES 解密
  • 4.3.1 初始化 S 盒和原始的获取
  • 4.3.2 密钥的获取与密文的存储
  • 4.3.3 解密的实现
  • 4.3.4 小结
  • 4.4 对文件进行传输与接收
  • 4.4.1 服务器端程序
  • 4.4.2 客户端程序
  • 4.4.3 软件界面的制作
  • 4.4.4 小结
  • 第五章 系统测试
  • 5.1 程序主界面
  • 5.2 图像压缩模块
  • 5.3 数据加密模块
  • 5.3.1 上传文件
  • 5.3.2 下载文件
  • 5.4 传输质量的评定
  • 5.4.1 主观评断
  • 5.4.2 客观评断
  • 5.5 DOS 界面下运行
  • 5.6 小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 展望
  • 6.3 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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