二 研究方案(研究目标、研究内容和拟解决的关键问题，拟采取的研究方法及可行性分析)
1. 研究目标：
伪DNA序列就是在电子计算机的环境中进行DNA计算操作，由于生物计算机尚未研制成功，所以在电子计算机的环境下的DNA编码是可行的，并且能够应用在数字图像加密方面。通过对数字图像的DNA编码，将得到由DNA序列组成的数字图像，本算法研究的就是在此基础上对新的DNA序列组成的数字图像进行基于混沌系统的数字图像加密。
目前关于数字图像加密算法的研究主要是两方面：一方面是将图像的像素值位置进行置乱，得出无法辨认的加密图像。另一方面是将图像的像素值进行扰乱，同样使攻击者无法辨认加密图像，但这两种方法都有缺陷，前者的算法速度比较快，但是加密后的图像像素值没有改变依旧不能抵抗统计攻击;后者加密效果较好，但是运行时间和空间复杂度比较高。将DNA和图像加密技术结合起来，对数字图像进行加密，得到效果比较好的数字图像加密算法。该算法具有密钥空间大，稳定性高，能抵抗差分几何攻击的图像加密算法。本文对实验结果进行比较和评价，验证其有效性，加密算法的相结合解决了传统加密安全性低、密钥空间小、不能抵抗差分攻击等缺点。
2. 研究内容和拟解决的关键问题
本次研究的内容主要有以下几个方面：
(1).为了有效解决图像的加密速度，找到高效实现图像编解码的途径。
(2).利用图像编码和混沌序列相结合的思想，找到适合于混沌加密系统的有效的编码方法。
(3).为了研究这个算法优劣性，将与现在较为广泛使用的混沌加密算法的结果从各种性能上进行比较，如：密钥空间、密钥灵敏性、抗统计攻击、抗差分攻击等。来进一步研究这种算法的准确性以及可靠性。
3. 拟采取的研究方法
本选题拟从混沌系统的设计入手，寻找一组更加适合于数字图像加密的混沌系统。该混沌系统应该具有以下特点：较大的密钥空间、高灵敏度的密钥、良好的随机序列组合以及较短的运行时间等。
(1).目前应用在加密技术中的的几种混沌系统进行模拟，对加密后的图像进行性能比较。
(2).通过对编码算法的深入研究，找到最有效的DNA编码算法，实现对图像的压缩和预处理，以实现好于混沌系统的结合。
(3).利用MATLAB对图像进行编码处理，对编码前后的图像进行比对，找到结合混沌的切入点。
4.可行性分析
虽然对DNA序列的操作在生化方面是非常复杂和难于实现，但是从原理上看，在DNA中使用 四个字母进行一定的编码来表示遗传信息，而在计算机中采用二进制数字编码来表示信息，运算过程中所用到的一些生化操作则可以看做是作用在DNA序列(相当于已知的符号串)上的变换规则。
近年来的研究表明，混沌动力学与密码学有着非常好的联系。由于混沌系统对于初始条件的敏感依赖特性，对于同一个混沌系统，存在微小差异的初始条件，也会很快产生完全不相关的混沌序列。再次，混沌系统有着天然的伪随机性，使得混沌序列的值无法预测。使用混沌序列对数字图像进行加密具有良好特性，如：安全性高、密钥空间大、能抵抗多种人为攻击等。
所以本算法在理论上是可行的。
三 本论文的研究特色和可预期的创新性成果
1.本论文的研究特色
将图像DNA压缩和图像加密结合起来，减少加密的工作量和提高了图像加密后在传输过程中的安全性。
本文利用DNA的生物特性和密码学结合，利用DNA特性对图像进行编码，以期达到对图像的压缩，选择适当的混沌系统对编码后的DNA序列，进行置乱，达到加密的效果。
本文利用多混沌系统对编码后的图像加密，在本研究中将数字图像加密过程中的扰乱图像像素值方法和置乱图像像素位置方法相结合，找出空间复杂度和时间复杂度相适宜的算法。
如何有效地抵抗差分攻击是数字图像加密领域的一个难点，本研究通过对数字图像的特点进行研究，并利用DNA序列的特点，提出一种新颖的有效地抵抗差分攻击的解决途径。
四 年度研究计划和进度
Ⅰ.20010年9月——20010年12月，查阅相关文献，深入了解本领域国内外研究现状，并且深入研究基于DNA编码和混沌序列的数字图像加密的研究
Ⅱ.2011年1月——2011年6月 混沌序列的数字图像加密算法的实现和仿真
Ⅲ.2011年7月——2011年12月，撰写学位论文。
Ⅳ.2012年1月——2012年4月，撰写毕业论文，准备答辩
五 现有的研究工作基础和条件，尚缺少的研究条件和拟解决的途径
一.现有的研究工作基础和条件
1.学术条件 本课题隶属于国家自然科学基金项目。导师张强教授一直从事DNA计算的研究，目前已经获得关于DNA计算方面的国家自然科学基金资助。并在诸如Discrete Mathematics、International J. of Graph Theory、Graphs and Comb. 、IEEE Trans. 、IEE Electronical Letters，J. of Chemistry and Physics，BioSystems、International J of Mathematics and Chemistry 中国科学(E辑)，中国科学F辑等权威与重要刊物发表学术论文200余篇，具有丰富的研究经验和严谨的治学作风。项目组其它成员博士研究生 等，也长期从事此方面的研究，有着丰富的经验和求实的研究精神。
2.设备条件 所在实验室是辽宁省智能处理重点实验室，拥有戴尔的小型机、激光打印机、绘图仪、投影仪等设备，以及电子天平(AE),PCR扩增仪两台，高速台式离心机等各种生物仪器。
3.经费概算和落实情况 课题组经费来源于国家自然科学基金，经费充足。
二.尚缺少的研究条件和拟解决的途径
1.尚缺少的研究条件 首先，参考图书资源相对比较匮乏。
2.拟解决的途径 多向国内外此方面的专家请教，并且多与其他研究人员交流经验。
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