关于保密系统监控文献综述-文献综述

杭 州 电 子 科 技 大 学毕 业 设 计 （ 论 文 ） 文 献 综 述毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目 保密监控系统设计文献综述题目 关于保密系统监控文献综述学 院专 业姓 名班 级学 号指导教师关于保密系统监控文献综述(一) 前言视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长足的发展。视频监控是安防领域一个很重要的构成。其主要起的作用一般都是通过监控实时录像或者调看录像来确保某一场合的安全或者起到监督控制的作用。一般是用在交通系统，公安系统，学校，地铁，车站等等。随着网络技术的迅速发展，一些网络上的漏洞导致个人信息的被泄露，给个人带来的重大的损失，所以人们越来越重视个人信息的保护，在一些特殊的领域，比如说银行，监狱和一些保密性比较强的机构更加重视对数据的加密。通过查阅资料了解到，传统的视频监控一般使用算法加密的方法实现，其需要算法具有很高的复杂性，可是算法复杂性提高了，监控系统的实时性必定下降，为了解决这一矛盾，近年来提出了一种新型的加密方式-混沌加密。在维基百科中对混沌的解释如下：混沌理论（Chaos theory）是关于非线性系统在一定参数条件下展现分岔（bifurcation） 、周期运动与非周期运动相互纠缠，以至于通向某种非周期有序运动的理论。在耗散系统和保守系统中，混沌运动有不同表现，前者有吸引子，后者无（也称含混吸引子） 。混沌系统有三种性质：1. 受初始状态影响的敏感性，初始条件非常微小的变动也可以导致最终状态的巨大差别。2. 具有拓扑混合性；不严格地来说，就是系统会将初始空间的拓扑性质彻底打乱，使得任何初始状态变换到其他任何位置。3. 周期轨道稠密，即在任何初始值附近都可以找到具有周期轨道的值。因为混沌具有遍历性（ergodidty） 、混合性（mixing） 、确定性（exactriess） 、对初始条件的敏感性和不可预测性，都可以和密码学中的混淆（confusion）和散布（diffusion）概念联系起来。因此，人们就想到使用混沌系统去开发新的密码设计，从而可以对图像在传输过程中进行加密。混沌加密主要是指通过混沌技术进行加密。混沌图像加密技术是近年来应用非常普遍的一种数字图像加密技术，混沌现象是指在非线性动态系统中出现的确定性和类似随机的过程，混沌动力学在此基础上得到迅猛发展，这使得混沌可以用来作为一种新的密码体系，可以给声音、图像数据以及文本文件加密。 1997 年 Fridrich首次将混沌加密方法应用到图像加密中，随后，混沌图像加密技术成为数字图像加密技术研究的热点。 混沌图像加密技术的原理 将原始信息与混沌发生器产生的混沌序列进行特定的运算，使原始信息转换为具有类似随机噪声的性态，从而对数字图像进行加密。 解密就是将加密信息与混沌发生器产生的混沌序列进行反运算，去除混沌信号，使原始信息恢复。(二) 混沌加密系统的研究历史以及现状实际上,对混沛的描述在一些古籍中就有出现。混纯是我国古代思想家关于宇宙起源的一种重要概念,虽然跟当今科学定义的概念不同 ,但也是我们古代思想对现代科学的重要贡献之一。 三五历中说,“未有天地之时 ,混纯如鸡子,盘古生其中” 。 论衡中说: “元气未分,混沛唯一” 。 易讳中说:“ 混纯者, 言万物相混成而未分离” 。旧约全书中提到:“起初上帝创造天地,地是空虚混纯 ”。以上都是古代著作中关于混沛的描述。在自然科学领域,混沛也有着其独特的发展轨迹。十九世纪末 ,庞加莱在研究三体问题的稳定性时发现,即使是只有两个自由度的保守系统也能做出难以预测的复杂运动。这种三体运动特征可以被认为是最早发现混沛存在的事实。作为一个令人惊讶的自然科学分支，混沌理论自二十世纪 60 年代快速地发展起来，并最终在 70 年代得到了基本确立。1971 年法国数学家、物理学家 D.Ruelle 与荷兰学者 F.Takens 联名发表了著名论文论湍流的本质 ，在学术界第一个提出了用混沌来描述湍流形成机理的不正确性。他们通过严格的数学分析，独立地发现了动力系统存在一套特别复杂的新型吸引子，描述了他的几何特征，证明与这种吸引子有关的运动即为混沌，发现了第一条通向混沌的道路，并把这类新型吸引子命名为混沌吸引子。1975 年,华人科学家李天岩和他的导师 Yorke 联名发表了一篇轰动学术界的论文周期三蕴含混纯,其中提出一个关于混沛的数学定理。定理描述了混纯现象的数学特征,为以后一系列的研究提供了方向。李天岩首次在动力学研究中提出了 “混沛”(Chaos) 词, 为新领域建立了中心概念。自从美国海军实验室公开混纯保密通讯在研究上取得的进展后,学术界才掀起了混纯在保密通讯中的研究热潮。上世纪九十年代初,英国数学家 Matthews 上世纪九十年代,研究人员经过实验发现了混沛同步技术, 并且提出了基于混纯同步的保密方案。其中有提到两种混纯保密通信模型:一种是对应的模拟保密通讯系统,实现方式是在模拟电路中依靠混纯同步的技术实现 ;第二种是在计算机或者数字电路上实现混纯密码系统。从 1990 年开始, 混纯密码的研究进入了繁荣时期 ,期间在学术界有大量的研究成果。欧密会和密码学杂志Cryptologia上都有关于混纯密码的研究成果。这些算法都是将混纯密码与传统密码相结合,提出了许多新的算法。这是混纯密码作为交叉学科进入被密码学领域的前期背景。因为混沌三大特性，分别为：随机性，即体系处于混沌状态是由体系内部动力学随机性产生的不规则性行为；敏感性，即系统的运动轨道对初值的极度敏感性这种敏感性，一方面反映出在非线性动力学系统内，随机性系统运动趋势的强烈影响；另一方面也将导致系统长期时间行为的不可预测性。标度律，混沌现象是一种无周期性的有序态。结合传统的加密技术所要求的混淆（confusion）和散布（diffusion） ，与混沌系统中的随机很敏感有很大的联系，所以人们就想把混沌很好性能用在加密上，所以产生了我们现在所说的混沌加密技术。混沌加密技术主要是指，通过混沌系统迭代产生混沌序列，产生的混沌序列作为密钥或者密钥的一部分，再结合异或或其他算法进行加密。因为混沌系统产生的序列具有很好初值敏感性和随机性，所以通过混沌加密的系统比通过传统加密的监控系统具有更好的安全性和实时性，一般传统的加密算法是通过提高加密算法的复杂度来提高安全性，实时性差，硬件要求高。加密所使用的混沌序列决定着整个加密系统的安全性，设计一个动力学特性 良好的混沌系统，然后通过此系统产生混沌序列进行加密是从本质上改善整个系统安全性的 有效方法。设计一个动力学特性良好的混沌系统同时也是一个现代科研发展的热点课题，这 个课题在今后的科学研究中将会有更大的研究空间。近几年随着人们对混沌理论的不断了解，混沌加密技术受到了更广泛的关注。(三) 总结随着社会的发展，视频监控在安防领域的影响力必定会越来越大，在安防领域中视频的加密传输又作为很重要的一部分，特别在一些重要的场合。这就要求人们不断的要提高系统的安全性。而传统的加密算法是通过提高算法复杂度来解决问题，使得监控实时性降低，已满足不了人们的要求。由于混纯和密码具有某些一致的特征:第一 ,密码具有混淆性,混纯具有遍历性;第二,密码具有扩散性, 输入的微小变化和局部变化会导致输出的显著变化和全局变化,混沛具有初始状态和参数的敏感性 ;第三,密码具有确定的伪随机性,混沛具有确定的无序性; 第四, 密码具有数学上的难解性,混沛具有结构的复杂性和难预测性。这些良好的性能都能够在加密系统中很好的使用，所以提出了混沌加密这一技术。目前监控领域中运用的大多还是传统的算法加密技术，混沌加密因为其很好的安全性和实时性，随着对混沌理论的深入了解，相信未来越来越多的保密监控系统会逐渐使用上混沌加密技术对图像进行加密传输。(四) 参考文献(一) 曾宏安.嵌入式 LinuxC 语言开发J.人民邮件出版社，2009.8（4）：17-19.(二) 2 丘水生,陈艳峰.一种新的混沌加密系统方案原理J .电路与系统学报,2006 年 2 月第 11 卷第 1 期.(三) 3韩春艳 1，徐宁 2，王光义.一种伪噪声比特序列发生器的设计与实现.现代电子技术,2009 年第 5 期总第 292 期(四) 4 张坦通，王光义.一种连续混沌的分析及量化实现方法.杭州电子科技大学学报,第 30 卷第 2 期 2010 年 04 月.(五) 5 Jia Yi Liang, Colin.S.Aitchison. “An optical photo-detector using a distributed amplifier and P-I-N photodiode combination” J. IEEE