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基本信息
- 項目名稱：
- 面向數(shù)字圖像的多級多層加密示范系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 以服務(wù)我國網(wǎng)絡(luò)平臺下的涉及國家安全、航空航天、國防軍事等高機密數(shù)字圖像信息安全交互為目標(biāo)。建立滿足不同加密強度需求的加解密示范系統(tǒng)。該作品的選題與著眼點具有戰(zhàn)略性、前沿性、創(chuàng)新性和帶動性，是我國信息化進(jìn)程中迫切需要解決的重大問題之一。把對稱和非對稱加密體制、序列密碼和分組密碼、專用壓縮算法和混沌算法等技術(shù)融為一體。系統(tǒng)具有良好的加密效果與效率。
- 詳細(xì)介紹：
- 該作品的選題與著眼點具有戰(zhàn)略性、前沿性、創(chuàng)新性和帶動性，是我國信息化進(jìn)程中迫切需要解決的重大問題之一，適用國家安全、航空航天、軍事國防、金融經(jīng)濟、核心技術(shù)等高機密信息安全領(lǐng)域。建立了把對稱與非對稱加密體制、序列密碼和分組密碼重構(gòu)為混合置亂加密體制的多級層加密理論基礎(chǔ)、模型和算法體系。集基于混合面原理、基于分子結(jié)構(gòu)移位原理、基于混合圖元原理和兼有壓縮與加密二者功能為一體的多級多層加密算法的關(guān)鍵方案與復(fù)合應(yīng)用技術(shù)。 具有較強的抗窮舉攻擊、差分攻擊、統(tǒng)計攻擊等攻擊的能力。具有良好的加密效果與效率。以一幅512X512的數(shù)字圖像為例，加密耗時35ms，若用天河一號(1千萬億次/s) 計算機對其窮舉攻擊，理論計算耗時約為 4.1e+ 51)千萬億年。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、作品設(shè)計目的以服務(wù)我國網(wǎng)絡(luò)平臺下的涉及國家安全、航空航天、國防軍事等高機密數(shù)字圖像信息安全交互為目標(biāo)。建立滿足不同加密強度需求的加解密示范系統(tǒng)。二、作品設(shè)計和發(fā)明基本思路 1. 依據(jù)多級多層加密算法體系的理論基礎(chǔ)和算法思想，明確作品性能與功能需求，采用軟件工程的方法，建立面向數(shù)字圖像的多級多層加密示范系統(tǒng)。 2. 進(jìn)行加密效果與效率測試，進(jìn)行抗窮舉、差分、統(tǒng)計等攻擊測試。 3. 通過大規(guī)模試（實）驗，對系統(tǒng)功能性能進(jìn)行系統(tǒng)分析和評價。三、創(chuàng)新點 1. 建立了把對稱與非對稱加密體制、序列密碼和分組密碼重構(gòu)為混合置亂加密體制的多級多層加密理論基礎(chǔ)、模型和算法體系。 2. 建設(shè)了基于混合面原理、基于分子結(jié)構(gòu)移位原理、基于混合圖元等原理的多級多層加密算法的示范系統(tǒng)。 3. 構(gòu)建并實現(xiàn)了壓縮與加密二者功能兼有，獨具特色的專用壓縮工具技術(shù)方案。 4. 實現(xiàn)了P2P的即時協(xié)同通信。四、關(guān)鍵技術(shù) 1. 多級多層加密算法的關(guān)鍵方案與復(fù)合應(yīng)用技術(shù)。 2. 抗窮舉攻擊、差分攻擊、統(tǒng)計攻擊等攻擊的關(guān)鍵算法與測試技術(shù)。 3. 實現(xiàn)公網(wǎng)與私網(wǎng)、公網(wǎng)與公網(wǎng)、私網(wǎng)與私網(wǎng)之間的即時通信的關(guān)鍵方案與技術(shù)。五、主要技術(shù)指標(biāo) 1．可滿足一幅或多幅數(shù)字圖像加密或解密需求； 2．具有良好的抗窮舉、差分、統(tǒng)計等攻擊性能； 3．隱含復(fù)雜加密過程，操作便捷，加解密的效果效率符合實際需求。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一、作品的科學(xué)性依據(jù)現(xiàn)代密碼算法理論，密碼標(biāo)準(zhǔn)和密碼體制，構(gòu)造多級多層密碼算法體系。理論支撐堅實，方法運用科學(xué)、步驟設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)。已完成的1700多次試（實）驗，證明了該算法的加解密效率與效果令人滿意。作品研發(fā)，遵循GB8567-88、GB-T 11457-2006、CMMI軟件質(zhì)量保證、軟件測試等計算機軟件標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用成熟的計算機網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)存儲等技術(shù)進(jìn)行設(shè)計與編碼。二、作品的先進(jìn)性 1. 經(jīng)長期文獻(xiàn)跟蹤與科技查新，目前，尚未發(fā)現(xiàn)與本課題相同的加密算法思想與算法模式。 2.可滿足網(wǎng)絡(luò)平臺下的國家安全、軍事國防等高機密數(shù)字圖像信息安全交互需求。 3. 具有良好的加密效果與效率。以一幅512X512的數(shù)字圖像為例，加密耗時35ms，若用天河一號(1千萬億次/s) 計算機對其窮舉攻擊，理論計算耗時約為 4.1e+ 51)千萬億年。 4. 基于互聯(lián)網(wǎng)的公網(wǎng)與私網(wǎng)、公網(wǎng)與公網(wǎng)、私網(wǎng)與私網(wǎng)之間的即時協(xié)同通信。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品獲2011年校級“萌芽杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎。 獲2011年第九屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎。 經(jīng)科技查新，目前國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)與本作品相同軟件作品或文獻(xiàn)。
作品所處階段
- 完成與推廣使用階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面談+合同
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示,圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 一、系統(tǒng)使用說明首先通過PKI專用u盤進(jìn)行身份認(rèn)證，進(jìn)入系統(tǒng)，然后選擇明文或需要解密的密文自動進(jìn)行加密或解密操作，最后發(fā)送密文信息。解密過程是加密的逆過程。如果處于監(jiān)管需要，可使用超級用戶專用加密u盤，進(jìn)入后臺，瀏覽操作保存在日志中的系列信息。二、技術(shù)特點和優(yōu)勢 1. 集基于混合面原理、基于分子結(jié)構(gòu)移位原理、基于混合圖元原理等多種加密算法優(yōu)勢為一體的技術(shù)方案，技術(shù)優(yōu)勢彰顯。 2. 采用了壓縮與加密二者功能兼具，獨具特色的專用壓縮工具技術(shù)。 3. 具有優(yōu)秀的抗窮舉、差分、統(tǒng)計等攻擊項目的能力。 4. 基于互聯(lián)網(wǎng)的即時協(xié)同通信。 5. 系統(tǒng)運行隱含了復(fù)雜的加密或解密過程，界面友好，操作簡單便捷。加密與解密的效果與效率滿足實際需求。三、適用范圍適用國家安全、航空航天、軍事國防、金融與核心技術(shù)等高機密信息安全領(lǐng)域。四、應(yīng)用前景該作品的選題與著眼點具有戰(zhàn)略性、前沿性、創(chuàng)新性和帶動性，是我國信息化進(jìn)程中迫切需要解決的重大問題之一，推廣應(yīng)用前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- （一）國外密碼學(xué)研究現(xiàn)狀及分析 1.1 美國密碼學(xué)研究概況 1973年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局為了加強密碼體制建設(shè)，在全國范圍內(nèi)組織了大規(guī)模的公開征集密碼體制活動。該項活動產(chǎn)生了數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES，Data Encryption Standard）這一重要成果。1976年，美國密碼學(xué)專家Whitfield Diffie等人發(fā)表了“New Directions in Cryptography（密碼學(xué)的新方向）”一文，提出了非對稱密碼體制，開拓了密碼學(xué)的新方向，被譽為“密碼學(xué)上的一個里程碑”。 2000年，美國NIST公告了符合高級加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encryption Standard，AES）算法的Rijndael加密算法。AES于2001年被NIST機構(gòu)正式確定為數(shù)據(jù)加密的新標(biāo)準(zhǔn)。 1.2 歐洲密碼學(xué)研究概況盡管NESSIE收到的17個推薦算法涉及范圍更加廣泛，但與AES相比，這些獲得推薦的算法設(shè)計思想比較單一，缺少創(chuàng)新且受AES影響較大，整體結(jié)構(gòu)主要采用Feistel變換與SP網(wǎng)絡(luò)，非線性主要靠S盒來實現(xiàn)。 2004年，為了篩選出歐洲流密碼標(biāo)準(zhǔn)算法，推動廣泛應(yīng)用，歐洲信息社會技術(shù)項目基金出臺了ECRYPT計劃。2005年，在網(wǎng)上公布了Esteam工程的34個候選算法，經(jīng)過二輪評估，于2008年發(fā)布評估報告。 1.3 日本密碼學(xué)研究概況 1998年，日本密碼學(xué)家M. Kanda等人提出128比特分組E2加密算法。2000年，日本政府專門成立了密碼研究與評估委員會,篩選出29種電子政府推薦密碼算法。出臺了電子政府推薦密碼技術(shù)應(yīng)用指南。 2001年，日本政府制定了《e-Japan戰(zhàn)略》，計劃在5年內(nèi)把日本建成世界最先進(jìn)的IT國家。 2003年，日本總務(wù)省量子信息通信研究推進(jìn)會提出了以新一代量子信息通信技術(shù)為對象的長期研究戰(zhàn)略，計劃在2020年至2030年間，建成絕對安全保密的高速量子信息通信網(wǎng)，以實現(xiàn)通信技術(shù)質(zhì)的飛躍。（二）我國密碼學(xué)研究概況總體情況如中國密碼學(xué)會理事長裴定一教授2010年10月17日所說：“我國密碼學(xué)研究主要存在的問題是，原創(chuàng)性成果少，理論研究與實際應(yīng)用差距比較大?！被谝陨暇C述，本項目研究符合我國戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，對于促進(jìn)我國密碼事業(yè)發(fā)展，加固我國信息安全具有重要現(xiàn)實意義。
