基于FPGA的视频图像加密系统的设计与实现

分类号草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼密草鱼级草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼U草鱼D草鱼C草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼学草鱼草鱼位草鱼草鱼论草鱼草鱼文草鱼基于FPGA的视频图像加密系统的设计与实现草鱼草鱼草鱼草鱼作草鱼者草鱼姓草鱼名草鱼PORK宫廷指草鱼导草鱼教草鱼师草鱼PORK马学文草鱼副教授草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼东北大学信息科学与工程学院申请学位级别PORK硕士学草鱼科草鱼类草鱼别草鱼PORK工学学科专业名称PORK电路与系统论文提交日期PORK2011年6月论文答辩日期PORK2011年6月学位授予日期PORK答辩委员会主席李晶皎评草鱼草鱼阅草鱼草鱼人草鱼草鱼PORK李景宏草鱼苑薇薇草鱼东草鱼北草鱼大草鱼学草鱼2011草鱼年草鱼6月A草鱼THESIS草鱼IN草鱼CIRCUIT草鱼AND草鱼SYSTEM草鱼草鱼草鱼草鱼DESIGN草鱼AND草鱼IMPLEMENTATION草鱼OF草鱼VIDEO草鱼IMAGE草鱼ENCRYPTION草鱼SYSTEM草鱼BASED草鱼ON草鱼FPGA草鱼BY草鱼GONG草鱼TING草鱼SUPERVISOR草鱼ASSOCIATE草鱼PROFESSOR草鱼MA草鱼XUEWEN草鱼NORTHEASTERN草鱼UNIVERSITY草鱼JUNE草鱼2011草鱼草鱼I独创性声明草鱼本人声明，鲤鱼所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。草鱼论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，鲤鱼不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，鲤鱼也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。草鱼与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼学位论文作者签名PORK草鱼日草鱼草鱼草鱼草鱼期PORK草鱼学位论文版权使用授权书草鱼本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、PORK使用学位论文的规定PORK即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，鲤鱼允许论文被查阅和借阅。草鱼本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、PORK交流。草鱼草鱼草鱼草鱼作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后PORK草鱼草鱼半年草鱼草鱼草鱼草鱼一年草鱼草鱼草鱼草鱼一年半草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼两年草鱼草鱼学位论文作者签名PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼导师签名PORK草鱼签字日期PORK草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼签字日期PORK草鱼草鱼东北大学硕士学位论文摘要II基于FPGA的视频图像加密系统的设计与实现草鱼摘草鱼草鱼要草鱼视频图像加密是对数字视频信号保密传输的一个重要手段。草鱼当今社会，鲤鱼信息的保密及安全问题日益被人们所关注。草鱼视频信息作为现代信息的一个主要载体，鲤鱼如何在其传输过程中对其进行加密处理进而保护个人隐私以及政府机关等部门的重要信息，鲤鱼已经成为当前非常重要的研究课题。草鱼草鱼随着可编程逻辑器件的发展，鲤鱼FPGA的应用为高速数字视频图像处理提供了新的解决方案，鲤鱼当前基于FPGA的图像处理系统成为研究的热点。草鱼充分利用FPGA的并行性和灵活性，鲤鱼在本质上提高了图像处理的速度，鲤鱼不但降低了成本，鲤鱼而且对大数据量的图像处理的实时性也达到了令人满意的效果。草鱼草鱼本文的视频图像加密系统是基于ALTERA公司DE270开发平台设计完成的。草鱼系统使用的是CYCLONE草鱼II系列的EP2C70草鱼FPGA。草鱼整个系统的设计采用了软硬件协同的实现方法。草鱼硬件方面PORK在系统的总体需求分析的基础上，鲤鱼通过对系统各个硬件模块的设计，鲤鱼完成了对NIOS草鱼II处理器的定制。草鱼系统主要由图像的采集输入模块，鲤鱼图像的加密处理模块和图像显示输出模块三个模块组成。草鱼软件方面PORK在PC机用C语言实现拟采用的视频图像加密算法，鲤鱼评价算法性能，鲤鱼通过对ARNOLD变换和骑士巡游变换两种常用的视频图像加密算法的对比分析，鲤鱼选定了基于ARNOLD变换和骑士巡游变换相结合的复合置乱加密算法对视频图像进行加解密处理。草鱼在NIOS草鱼II草鱼IDE环境下采用C语言对算法进行编程并调试。草鱼最后对整个系统使用的资源情况进行分析，鲤鱼对图像加密的效果进行评测。草鱼草鱼通过对硬件模块和软件程序的协同调试，鲤鱼使其达到对数字视频图像加密处理的设计要求。草鱼经测试，鲤鱼在DE270开发平台上实现的视频加密系统，鲤鱼在100MHZ的时钟频率下，鲤鱼对一幅640480大小的灰度图像完成一次加密需要大约6708MS时间。草鱼系统实现了所需的功能，鲤鱼具有良好的可靠性和可移植性，鲤鱼占用资源较少，鲤鱼成本较低，鲤鱼具有广泛的应用前景。草鱼草鱼草鱼关键词PORKFPGA；PORKNIOS草鱼II；PORK视频图像；PORK加密草鱼草鱼东北大学硕士学位论文ABSTRACTIIIDESIGN草鱼AND草鱼IMPLEMENTATION草鱼OF草鱼VIDEO草鱼IMAGE草鱼ENCRYPTION草鱼SYSTEM草鱼BASED草鱼ON草鱼FPGA草鱼ABSTRACT草鱼VIDEO草鱼IMAGE草鱼ENCRYPTION草鱼IS草鱼AN草鱼IMPORTANT草鱼MEANS草鱼OF草鱼CONFIDENTIAL草鱼TRANSMISSION草鱼IN草鱼MODERN草鱼SOCIETY,草鱼THE草鱼ISSUES草鱼OF草鱼INFORMATION草鱼PRIVACY草鱼OR草鱼SECURITY草鱼HAVE草鱼BEEN草鱼PAID草鱼MORE草鱼AND草鱼MORE草鱼ATTENTION草鱼VIDEO草鱼INFORMATION草鱼IS草鱼ONE草鱼OF草鱼MAIN草鱼CARRIERS草鱼OF草鱼MODERN草鱼INFORMATION草鱼HOW草鱼TO草鱼PROTECT草鱼PERSONAL草鱼PRIVACY草鱼OR草鱼THE草鱼GOVERNMENT草鱼DEPARTMENT草鱼IMPORTANT草鱼INFORMATION草鱼WITH草鱼ENCRYPTION草鱼ALGORITHM草鱼WHEN草鱼IT草鱼IS草鱼TRANSMITTING草鱼IS草鱼BECOMING草鱼AN草鱼IMPORTANT草鱼RESEARCH草鱼SUBJECT草鱼WITH草鱼THE草鱼DEVELOPMENT草鱼OF草鱼PROGRAMMABLE草鱼LOGIC草鱼DEVICES,草鱼THE草鱼APPLICATION草鱼OF草鱼FPGA草鱼PROVIDES草鱼A草鱼NEW草鱼SOLUTION草鱼FOR草鱼HIGHSPEED草鱼DIGITAL草鱼VIDEO草鱼IMAGE草鱼INFORMATION草鱼PROCESSING,草鱼AND草鱼THE草鱼SYSTEM草鱼BASED草鱼ON草鱼FPGA草鱼IS草鱼NOW草鱼BECOMING草鱼ONE草鱼OF草鱼THE草鱼CENTRAL草鱼RESEARCH草鱼SUBJECTS草鱼MAKING草鱼THE草鱼BEST草鱼USE草鱼OF草鱼PARALLELISM草鱼AND草鱼FLEXIBILITY草鱼OF草鱼FPGA草鱼IMPROVE草鱼THE草鱼VIDEO草鱼IMAGE草鱼PROCESSING草鱼SPEED草鱼ESSENTIALLY,草鱼AND草鱼IT草鱼NOT草鱼ONLY草鱼REDUCES草鱼COSTS草鱼BUT草鱼ALSO草鱼ACHIEVES草鱼REALTIME草鱼TRANSMISSION草鱼OF草鱼LARGE草鱼VIDEO草鱼IMAGE草鱼DATA草鱼WITH草鱼SATISFYING草鱼EFFECT草鱼THE草鱼VIDEO草鱼IMAGE草鱼ENCRYPTION草鱼SYSTEM草鱼IN草鱼THIS草鱼PAPER草鱼IS草鱼BASED草鱼ON草鱼DE270草鱼PLATFORM草鱼OF草鱼ALTERA草鱼THE草鱼FPGA草鱼USED草鱼IN草鱼THE草鱼DESIGN草鱼IS草鱼EP2C70草鱼OF草鱼CYCLONE草鱼II草鱼SERIES草鱼THE草鱼STRUCTURAL草鱼CONFIGURATIONS草鱼HAVE草鱼BEEN草鱼DESCRIBED草鱼IN草鱼DETAIL,草鱼AND草鱼THE草鱼HARDWARE草鱼AND草鱼SOFTWARE草鱼PART草鱼OF草鱼THE草鱼SYSTEM草鱼IN草鱼THE草鱼DEVELOPMENT草鱼ENVIRONMENT草鱼ARE草鱼BRIEFLY草鱼INTRODUCED草鱼THIS草鱼PAPER草鱼PRESENTS草鱼A草鱼BRIEF草鱼INTRODUCTION草鱼ABOUT草鱼FUNCTIONAL草鱼FEATURES草鱼AND草鱼STRUCTURAL草鱼CONFIGURATION草鱼OF草鱼THIS草鱼SERIES草鱼OF草鱼CHIPS草鱼AND草鱼PRESENTS草鱼A草鱼DETAILED草鱼INTRODUCTION草鱼ABOUT草鱼HARDWARE草鱼AND草鱼SOFTWARE草鱼DEVELOPMENT草鱼ENVIRONMENT草鱼草鱼THE草鱼WHOLE草鱼SYSTEM草鱼IS草鱼DESIGNED草鱼WITH草鱼COLLABORATIVE草鱼HARDWARE草鱼AND草鱼SOFTWARE草鱼METHODS草鱼HARDWARE草鱼BASED草鱼ON草鱼THE草鱼REQUIREMENT草鱼ANALYSIS草鱼OF草鱼THE草鱼SYSTEM,草鱼COMPLETE草鱼A草鱼CUSTOMIZED草鱼PROCESSOR草鱼NIOS草鱼II草鱼WITH草鱼THE草鱼DESIGN草鱼AND草鱼IMPLEMENTATION草鱼OF草鱼EACH草鱼HARDWARE草鱼MODULES草鱼IN草鱼THE草鱼SYSTEM草鱼THE草鱼HARDWARE草鱼MODULE草鱼IS草鱼MAINLY草鱼COMPOSED草鱼OF草鱼THE草鱼IMAGE草鱼INPUT草鱼PROCESSING草鱼MODULE,草鱼IMAGE草鱼ENCRYPTION草鱼PROCESSING草鱼MODULE,草鱼AND草鱼IMAGE草鱼DISPLAY草鱼OUTPUT草鱼PROCESSING草鱼MODULE草鱼THE草鱼THESIS草鱼BUILDS草鱼THE草鱼ENTIRE草鱼HARDWARE草鱼SYSTEM草鱼BY草鱼QUARTUS草鱼II草鱼SOFTWARE草鱼ON草鱼THE草鱼PC,草鱼C草鱼LANGUAGE草鱼IS草鱼USED草鱼IN草鱼VIDEO草鱼ENCRYPTION草鱼ALGORITHM草鱼AND草鱼ALGORITHM草鱼PERFORMANCE草鱼EVALUATION草鱼BY草鱼MAKING草鱼A草鱼CONTRASTIVE草鱼ANALYSIS草鱼ON草鱼ARNOLD草鱼TRANSFORM草鱼AND草鱼KNIGHTTOUR草鱼TRANSFORM草鱼WHICH草鱼ARE草鱼THE草鱼COMMON草鱼ENCRYPTION草鱼ALGORITHMS,草鱼THIE草鱼PAPER草鱼CHOOSES草鱼ARNOLD草鱼TRANSFORM草鱼AND草鱼KNIGHTTOUR草鱼TRANSFORM草鱼COMPLEX草鱼COMBINATION草鱼OF草鱼SCRAMBLING草鱼AND草鱼东北大学硕士学位论文ABSTRACTIVENCRYPTION草鱼ALGORITHM草鱼TO草鱼ENCRYPT草鱼THE草鱼VIDEO草鱼IMAGE草鱼THEN,草鱼THE草鱼ALGORITHMS草鱼ARE草鱼PROGRAMMED草鱼AND草鱼DEBUGGED草鱼IN草鱼THE草鱼NIOS草鱼II草鱼IDE草鱼FINALLY,草鱼THIS草鱼PAPER草鱼ANALYZES草鱼THE草鱼USE草鱼OF草鱼RESOURCES草鱼AND草鱼THE草鱼PREFORMANCE草鱼OF草鱼IMAGE草鱼ENCRYPTION草鱼THROUGH草鱼COLLABORATIVE草鱼DEBUGGING草鱼OF草鱼PROGRAM草鱼HARDWARE草鱼MODULES草鱼AND草鱼SOFTWARE,草鱼THE草鱼SYSTEM草鱼ACHIEVES草鱼THE草鱼DESIGN草鱼REQUIREMENTS草鱼OF草鱼THE草鱼DIGITAL草鱼VIDEO草鱼ENCRYPTION草鱼AFTER草鱼TESTING,草鱼THE草鱼TIME草鱼THAT草鱼THE草鱼SYSTEM草鱼IMPLEMENTED草鱼ON草鱼THE草鱼DE270草鱼PLATFORM草鱼TAKES草鱼TO草鱼COMPLETE草鱼THE草鱼ENCRYPTION草鱼OF草鱼AN草鱼IMAGE草鱼WITH草鱼640草鱼草鱼480草鱼GRAY草鱼PIXELS草鱼IS草鱼ABOUT草鱼6708MS草鱼AT草鱼100MHZ草鱼CLOCK草鱼FREQUENCY草鱼THE草鱼SYSTEM草鱼ACHIEVES草鱼THE草鱼REQUIRED草鱼FUNCTIONALITY,草鱼WITH草鱼GOOD草鱼RELIABILITY草鱼AND草鱼PORTABILITY,草鱼SMALL草鱼FOOTPRINT,草鱼LOWER草鱼COST,草鱼WITH草鱼A草鱼WIDE草鱼RANGE草鱼OF草鱼APPLICATIONS草鱼草鱼KEY草鱼WORDS草鱼FPGAPORK草鱼NIOS草鱼IIPORK草鱼VIDEO草鱼IMAGEPORK草鱼ENCRYPTION草鱼草鱼东北大学硕士学位论文目录V目草鱼草鱼录草鱼独创性声明I草鱼摘草鱼草鱼要II草鱼ABSTRACTIII草鱼第1章草鱼绪草鱼论1草鱼11草鱼课题的背景和意义1草鱼12草鱼课题研究现状1草鱼121草鱼视频加密发展现状2草鱼122草鱼数字图像加密方法研究现状2草鱼123草鱼基于FPGA的视频图像处理发展现状3草鱼13草鱼论文组织结构4草鱼第2章草鱼相关技术及背景知识介绍7草鱼21草鱼数字视频相关知识介绍7草鱼211草鱼视频信号数字化7草鱼212草鱼数字图像的数学表示方法8草鱼213草鱼数字视频信号的格式9草鱼214草鱼数字视频通信标准10草鱼22草鱼系统开发相关技术介绍11草鱼221草鱼DE270开发平台11草鱼222草鱼CMOS图像传感器13草鱼223草鱼系统相关软件开发平台15草鱼224草鱼AVALON总线18草鱼23草鱼本章小结19草鱼第3章草鱼系统总体设计21草鱼31草鱼系统的功能介绍21草鱼32草鱼系统层次模块21草鱼33草鱼系统总体构架23草鱼34草鱼本章小结24草鱼东北大学硕士学位论文目录VI第4章草鱼系统硬件设计与实现25草鱼41草鱼系统主要硬件资源25草鱼42草鱼系统硬件模块设计26草鱼421草鱼图像采集输入模块26草鱼422草鱼图像加密处理模块31草鱼423草鱼图像输出显示模块31草鱼43草鱼SOPC系统设计34草鱼44草鱼本章小结37草鱼第5章草鱼图像置乱加密算法及系统软件设计39草鱼51草鱼图像置乱加密算法39草鱼511草鱼图像加密与置乱算法介绍及分类39草鱼512草鱼ARNOLD置乱算法39草鱼513草鱼骑士巡游置乱算法44草鱼514草鱼基于ARNOLD变换和骑士巡游变换相结合的复合置乱算法48草鱼52草鱼系统软件的设计与实现50草鱼521草鱼主程序的设计流程50草鱼522草鱼系统初始化51草鱼523草鱼加密过程52草鱼524草鱼解密过程53草鱼525草鱼NIOS草鱼II软件代码编译优化54草鱼53草鱼本章小结54草鱼第6章草鱼系统测试分析55草鱼61草鱼系统调试55草鱼611草鱼系统硬件调试55草鱼612草鱼系统软件调试55草鱼62草鱼系统运行结果分析56草鱼621草鱼系统测试结果56草鱼622草鱼系统资源分配及性能指标60草鱼63草鱼遇到问题及解决办法60草鱼东北大学硕士学位论文目录VII64草鱼本章小结61草鱼第7章草鱼结束语63草鱼71草鱼工作总结63草鱼72草鱼未来工作展望64草鱼参考文献65草鱼致草鱼草鱼谢69草鱼草鱼草鱼东北大学硕士学位论文第1章绪论1第1章草鱼绪草鱼论草鱼11草鱼课题的背景和意义草鱼图像是人类对世界的认知和表达的基本方法之一。草鱼从古代的壁画到象形文字再到现在的数字化视频，鲤鱼图像的发展一直伴随着人类历史的发展，鲤鱼可见从古至今图像的应用都极为广泛。草鱼俗话说“眼见为实”，鲤鱼“百闻不如一见”这些词汇都深刻地揭示了视频图像信息的重要性1。草鱼“视频图像信息”在当今的社会中扮演的角色越来越重要，鲤鱼据统计，鲤鱼人们从外界世界获得的信息量中有将近80都是通过视觉得到的2。草鱼随着信息社会的发展，鲤鱼网络业务的繁荣，鲤鱼如今在我们身边，鲤鱼以数字视频信号传输为主的如电视会议，鲤鱼3D业务等多媒体数据的应用变得越来越广泛。草鱼而伴随其中的就不可避免的会出现被窃取的问题，鲤鱼其中我们的个人隐私或者政府机关、PORK国家安全部门的重要信息都可能被盗用窃取3。草鱼由此可见，鲤鱼对视频信息的保密工作就显得越来越重要，鲤鱼而视频图像加密就是阻止视频信息泄漏的有效手段之一。草鱼草鱼根据加密系统本身所具有的特点，鲤鱼在现阶段，鲤鱼人们主要是采用现场可编程门阵列FIELD草鱼PROGRAMMABLE草鱼GATE草鱼ARRAY,草鱼FPGA或者是数字信号处理器DIGITAL草鱼SIGNAL草鱼PROCESSING,草鱼DSP来构建系统完成对数字视频系统的加密。草鱼然而，鲤鱼用多片FPGA或者DSP构成的单一系统虽然能在一定程度上解决图像加密的问题，鲤鱼但是其中却存在着布线比较复杂，鲤鱼成本较高，鲤鱼保密性不是很好等缺点。草鱼直到FPGA在逻辑栅门数等的强化，鲤鱼可以用运算能力更为强大的微处理器来代替原来功能较单一的DSP，鲤鱼甚至可以直接将处理器内嵌入到FPGA中4。草鱼由此，鲤鱼SOPCSYSTEM草鱼ON草鱼A草鱼PROGRAMMABLE草鱼CHIP系统便在这种环境下应运而生，鲤鱼在增加FPGA逻辑门数的同时，鲤鱼IP核重用概念也被引入其中，鲤鱼此时可以用软核或硬核的形式将处理器嵌入到FPGA中，鲤鱼是将外设的嵌入式系统用软核处理器来控制。草鱼这种用软核处理器控制外设而最终实现视频图像加密的方法因为具有价格相对较低，鲤鱼性能相对可靠，鲤鱼结构不复杂等优势较为明显而日趋流行。草鱼草鱼12草鱼课题研究现状草鱼数字图像加密技术究其原因是从早期的经典密码学理论5发展而来的，鲤鱼密码学作为一个综合性的学科，鲤鱼是由破译者的破译与编码者的加密的实践中慢慢发展而来的，鲤鱼随着尖端科学技术的应用，鲤鱼其与很多学科都有着紧密的联系。草鱼通过对文字和数码等进行的加、PORK解密思想也为目前的数字图像加密提供了最基础的依据。草鱼草鱼121草鱼视频加密发展现状草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼当今社会，鲤鱼多媒体技术，鲤鱼INTERNET技术以及网络技术的飞速发展，鲤鱼多媒体信息作为东北大学硕士学位论文第1章绪论2人们生活的重要组成部分已经逐渐成为了人们获取信息的手段之一，鲤鱼然而伴随着发展也出现了信息安全的隐患问题。草鱼据统计，鲤鱼全球几乎每20秒就会出现一起黑客入侵事件，鲤鱼仅就美国而言每一年由于信息安全问题所造成的经济损失就将近170亿美元6。草鱼如今，鲤鱼信息安全技术不仅仅关系个人通信的隐私，鲤鱼而且还关系到了企业的商务机密乃至于一个企业的生存和发展，鲤鱼甚至还可能关系到一个国家的机密和安全问题。草鱼因此，鲤鱼信息安全技术越来越受到关注，鲤鱼而数字图像技术作为信息安全技术的一种，鲤鱼也越来越受到广泛的重视。草鱼草鱼伴随着数字视频技术的广泛的应用，鲤鱼目前已经引起了国内外对其加密技术研究的热潮。草鱼如今，鲤鱼在许多有关密码学和信息安全的刊物或者国际会议上都能常见到相关的论文与报告7。草鱼国外有许多大学、PORK研究机构以及相关公司己都率先展开了对数字视频加密技术的研究。草鱼1996年第一届有关信息隐藏技术领域的学术研讨会在英国的剑桥召开，鲤鱼此次会议极大地促进了业内对数字图视频加密技术的研究。草鱼在此后的1998年在美国的波特兰和1999年在德国德雷斯顿分别召开的第二届和第三届信息隐藏领域的国际研讨会，鲤鱼通过几次会议使越来越多的技术人员和学者投入到图像加密技术的研究领域中。草鱼第四届信息隐藏领域的国际研讨会也于2001年在美国的匹斯堡召开，鲤鱼而后的2002年10月在荷兰的诺德外克霍特和2004年5月在加拿大的多伦多分别召开了第五届和第六届信息隐藏领域的国际会议8。草鱼通过一系列的国际会议加强了学者和专业技术人员之间的交流，鲤鱼同时也广泛的促进了视频加密技术的发展与应用。草鱼草鱼在国内，鲤鱼同样因为数字视频技术的应用广泛，鲤鱼掀起了对视频加密技术研究的热潮。草鱼国内的许多公司、PORK大学以及相关研究机构都相继开展了对其的研究，鲤鱼在很多有关密码学和信息安全的国际会议上也会经常看到我国专业技术人员的论文和报告。草鱼特别是最近几年，鲤鱼伴随着网络技术的发展，鲤鱼数字视频加密技术的应用逐渐地扩展到日常生活中，鲤鱼如办公自动化系统中视频的传输，鲤鱼数字视频邮件的保密传输等；PORK扩展到国家安全领域中，鲤鱼如新型武器图、PORK军事图像资料、PORK航空及卫星侦察图像，鲤鱼军事仿真的图像等，鲤鱼都必须对其进行加密处理9。草鱼并且在一些关键的基础设施中是不可能引进或采用别国的加密技术的,必须依靠自主开发。草鱼现阶段，鲤鱼与国外相比我国在图像加密技术的相关应用方面仍然存在一定的差距。草鱼虽然起步较晚，鲤鱼但是发展较为迅速。草鱼草鱼122草鱼数字图像加密方法研究现状草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼经过不断地发展和完善，鲤鱼出现了很多数字图像加密方法。草鱼用户在不同的使用环境根据不同的需要，鲤鱼使用不同的方法。草鱼常见的数字图像加密方法有PORK草鱼东北大学硕士学位论文第1章绪论31草鱼数字图像信息隐藏。草鱼是在另外一幅公开图像中隐藏了需要保存的图像信息，鲤鱼这种方法因为利用了公开的图像的迷惑性，鲤鱼从而降低了攻击者的注意力，鲤鱼通过这种方法来降低受攻击的几率，鲤鱼从而对要保护的图像起到了一定的保护作用。草鱼草鱼2草鱼数字图像分存。草鱼是为了增加图像信息的安全性而把一幅数字图像分解成几幅无意义的图像或者通过伪装隐藏到几幅有意义的图像中进行传输10。草鱼这种方法，鲤鱼可以实现保密信息的隐藏以及保密信息分散的结果。草鱼只有集中所有的部分才能完成准确地重构原始图像11。草鱼使攻击者要耗费一定的精力去获取并且恢复相关保密信息，鲤鱼因而在一定程度上起到了对图像的保护作用。草鱼草鱼3草鱼水印技术。草鱼主要是为了出版物著作人的合法权益，鲤鱼防止或者减少盗版的出现而采用某种方式将代表著作权本人的相关身份信息植入到电子出版物之中，鲤鱼以此来验证版权的归属12。草鱼透明性和鲁棒性是数字水印的主要评价标准。草鱼草鱼4草鱼数字图像置乱。草鱼是依托于早期的经典加密学理论与电视图像应用技术而发展起来的，鲤鱼是通过类似于经典密码学中对数字图像空间域进行一维信号的置换，鲤鱼或者通过对数字图像的变换域相关参数的修改，鲤鱼使重新生成的图像成为杂乱无章面目全非的图像，鲤鱼从而达到保护原图像以及其要保护的信息的目的。草鱼同时，鲤鱼这种算法也是目前数字图像处理或者其他数字化信息的特殊加密手段。草鱼草鱼在PC机上用软件来实现上述方法得到的视频图像加密很难达到实时性的要求，鲤鱼采用DSP、PORKFPGA等硬件平台进行系统的开发，鲤鱼由于可并行进行运算操作，鲤鱼大大提升实时性。草鱼草鱼123草鱼基于FPGA的视频图像处理发展现状草鱼以前的视频图像的实时处理主要是用PC机来完成，鲤鱼但是因为PC机的结构是基于冯诺依曼的复杂指令计算机，鲤鱼在本质上是并不能实现并行处理而是顺序执行指令，鲤鱼因而实时性较差。草鱼后来出现了用DSP专用芯片来完成实时图像的处理13，鲤鱼因为DSP芯片采用的是哈佛结构，鲤鱼其程序空间与数据是相分离的，鲤鱼所以可以实现一定的并行处理，鲤鱼但是对高速处理和较为复杂的逻辑运算就无能为力了。草鱼伴随着半导体工艺的发展，鲤鱼人们迫切需要的一种新的、PORK可定制的解决方案FPGA出现了，鲤鱼它不仅具有较为低廉的价格，鲤鱼而且性能和硬件资源的集成度都有了较为明显的提高。草鱼目前FPGA在视频图像领域已经得到了广泛的应用。草鱼FPGA在以下几个方面有较为明显的优势14PORK草鱼1草鱼可编程性。草鱼可以依据不同用户的不同需求进行个性化设计，鲤鱼编程可以在不改变外围电路的情况下，鲤鱼通过使用不同的RTL寄存器传输级来实现不同的功能。草鱼草鱼2草鱼并行性。草鱼作为特殊的ASIC，鲤鱼FPGA除了具有ASIC的特性之外，鲤鱼还具有自身的特东北大学硕士学位论文第1章绪论4点。草鱼FPGA可以很方便地实现并行处理，鲤鱼可以完成较为复杂的逻辑运算。草鱼在视频图像的处理过程中，鲤鱼FPGA提供的大量的硬件乘法器可以很好地解决视频的编码、PORK解码、PORK压缩、PORK解压缩等大量的乘法运算。草鱼在2008年的北京奥运会上，鲤鱼大规模的视频处理都是使用ATLERA公司提供的CYCLONE草鱼II实现的。草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼3草鱼高集成性。草鱼现在，鲤鱼很多FPGA芯片已经集成了AD，鲤鱼达到了数模混合，鲤鱼这样就减少了外围芯片的数量。草鱼为了更加方便地进行数字信号处理，鲤鱼有的FPGA还集成了数字信号处理器件硬核。草鱼总之，鲤鱼FPGA的集成度会越来越高，鲤鱼但是体积却会越来越小，鲤鱼功耗也会越来越低，鲤鱼更方便用户的使用。草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼现阶段，鲤鱼FPGA在视频图像处理中扮演的角色越来越重要。草鱼新型的FPGA不仅规模越来越大，鲤鱼而且在其内部集成了功能丰富的HARD草鱼IP草鱼CORE硬知识产权核，鲤鱼进而可以高速地完成复杂的视频图像处理。草鱼因为嵌入了DSP、PORKCPU等处理器，鲤鱼因此拥有了一定程度的软硬件联合的系统级的设计能力，鲤鱼可以实现图像处理的系统化。草鱼同时，鲤鱼嵌入NIOS草鱼II软核处理器和使用SOPCSYSTEM草鱼ON草鱼A草鱼PROGRAMMABLE草鱼CHIP技术，鲤鱼可以加快图像的处理速度，鲤鱼实现图像的实时处理，鲤鱼完成更高级、PORK更复杂的图像处理。草鱼草鱼随着EDA技术的不断发展加强，鲤鱼FPGA的不断更新换代，鲤鱼处理器内核的越来越强大，鲤鱼硬核越来越丰富多样，鲤鱼价格越来越便宜。草鱼利用FPGA进行视频图像处理，鲤鱼充分利用了FPGA的特性，鲤鱼在可以很好地完成视频图像信号的实时处理的同时，鲤鱼还尽量地减小整个设计系统的体积，鲤鱼是嵌入式系统的一个很好的应用发展方向。草鱼因此，鲤鱼深入地研究基于FPGA的视频图像处理技术的应用，鲤鱼具有很重要的现实意义。草鱼草鱼13草鱼论文组织结构草鱼本文使用ALTERA公司的DE270开发平台为核心，鲤鱼配合以SOPC技术，鲤鱼设计并实现了基于FPGA的视频图像加密系统。草鱼首先使用草鱼CMOS图像传感器采集数据，鲤鱼而后选用基于ARNOLD变换和骑士巡游变换相结合的复合置乱加密算法对采集的视频图像进行加密，鲤鱼最后通过VGA显示器来对经过加密后的视频图像实时显示输出。草鱼草鱼本文以视频图像加密系统的设计和实现为核心，鲤鱼共分七章。草鱼草鱼第1章，鲤鱼绪论。草鱼介绍了基于FPGA的视频图像加密系统的背景和意义，鲤鱼介绍了常见的视频图像的加密方法和视频图像加密的发展情况，鲤鱼最后介绍了使用FPGA进行视频图像处理的优越性和必然性。草鱼草鱼第2章，鲤鱼相关技术及背景知识介绍。草鱼介绍本系统所涉及到的相关技术，鲤鱼包括视频的基本概念、PORK数字视频信号的描述、PORK数字视频信号的标准、PORK开发板资源、PORK系统开发平台、PORK东北大学硕士学位论文第1章绪论5图像传感器等方面的知识。草鱼草鱼第3章，鲤鱼系统总体设计。草鱼概述了系统的总体功能和模块功能，鲤鱼给出了硬件和软件相结合的总体设计结构。草鱼草鱼第4章，鲤鱼系统硬件设计与实现。草鱼介绍了系统的各个硬件模块具体设计过程。草鱼包括视频图像的采集输入、PORK视频图像的加密、PORK视频图像的显示输出三个主要模块，鲤鱼以及SOPC系统模块的搭建。草鱼草鱼第5章，鲤鱼图像置乱加密算法及系统软件设计。草鱼介绍了视频图像加密的算法的选取，鲤鱼通过对ARNOLD变换和骑士巡游变换两种视频图像加密算法的对比分析，鲤鱼选定了基于ARNOLD变换和骑士巡游变换相结合的复合置乱加密算法对视频图像进行加密处理。草鱼而后，鲤鱼在NIOS草鱼II草鱼IDE环境下采用C语言对算法进行了编程并调试。草鱼草鱼第6章，鲤鱼系统测试分析。草鱼通过对系统的调试分析，鲤鱼介绍了基于视频图像加密系统的性能，鲤鱼包括占用系统资源，鲤鱼检测效果等内容。草鱼对在设计中遇到的问题及最后的解决方法进行了说明。草鱼草鱼第7章，鲤鱼结束语。草鱼总结了本课题所做的研究工作，鲤鱼并对其扩展行进行了分析，鲤鱼对下一步的工作予以了展望。草鱼草鱼草鱼东北大学硕士学位论文第1章绪论6草鱼东北大学硕士学位论文第2章相关技术及背景知识介绍7第2章草鱼相关技术及背景知识介绍草鱼21草鱼数字视频相关知识介绍草鱼当今社会飞速发展，鲤鱼“视频信息”正在扮演着越来越重要的角色，鲤鱼并且在日常生活中的很多角落都能够发现它的身影。草鱼草鱼本文是研究通过图像置乱的算法而完成对视频图像加密系统的设计与实现。草鱼图像置乱可以通过选取不同的方法并且每一种方法都可以设置多种不同的参数。草鱼一方面，鲤鱼如果对其破解，鲤鱼其计算量应为ON2量级N2表示图像的像素数，鲤鱼如此大的计算量在计算上是不可行的，鲤鱼很难用穷举的方法对其进行破译。草鱼因此，鲤鱼从安全角度来考虑用图像之乱的方法进行加密是可行的。草鱼另一方面，鲤鱼如果知道置乱时所采用的参数，鲤鱼只需要对其进行相关的逆变换，鲤鱼即可使图像恢复原状。草鱼草鱼211草鱼视频信号数字化草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼生活中，鲤鱼视频图像是由不断变化的图像组成的。草鱼草鱼人们首先使用摄像机或者图像传感器等视频捕捉设备将可以代表外界影像的颜色、PORK亮度等相关信号转变成相关存储介质可以能够接受的电信号，鲤鱼并且在相关储存介质上保存起来，鲤鱼用帧信息来表示视频信号，鲤鱼一帧就是一幅图片，鲤鱼当视频播放的时候将图像以每秒16到25帧的图像在屏幕上投影，鲤鱼由于人眼存在滞后性，鲤鱼所以大家看到的图像都好像是连续的运动着的，鲤鱼这就是大家平时所说的视频。草鱼草鱼草鱼从人眼范围内摄取的信号一般都为模拟信号，鲤鱼模拟信号不管在数值上还是时间上都是连续的信号。草鱼最初，鲤鱼视频信号都是以模拟信号的方式而保存在录像磁带上，鲤鱼如今伴随着数字技术的发展，鲤鱼模拟信号已经通过转变成数字信号而保存在光盘或硬盘这样的存储介质中15。草鱼数字信号是用相关的数字设备来处理表示数字信号的0，鲤鱼1的代码，鲤鱼其优势是因为其在幅值和时间上都是离散的信号，鲤鱼所以数字信号具有较强的抗干扰能力、PORK相对于模拟信号更适合远距离传输、PORK并且易于对其进行加密而进行保密传输。草鱼草鱼草鱼鉴于此，鲤鱼通常将模拟信号转变为数字信号进行传输。草鱼为了存贮视觉信息将模拟信号通过A/D模拟/数字转变成数字的“0”或者“1”，鲤鱼这就是视频采集的过程。草鱼模拟视频信号转变为数字信号主要分为以下两类，鲤鱼分别为黑白视频信号的数字化和彩色视频信号的数字化。草鱼本文主要研究从黑白视频信号的数字化入手。草鱼草鱼黑白视频信号数字化的过程16如图21所示，鲤鱼首先要对模拟图像进行预处理，鲤鱼有可能是放大，鲤鱼也可能是钳位、PORK滤波等处理，鲤鱼这些预处理的过程和处理方式通常是由A/D转换芯片来决定的，鲤鱼而后进行A/D模拟/数字变换。草鱼为了解决系统同步的问题，鲤鱼引入了同步锁相部分，鲤鱼为了给A/D芯片提供相应的采样脉冲而引入设计了采样脉冲形成电路，鲤鱼图像采集时的A/D地址由地址形成电路提供完成13。草鱼草鱼草鱼预处理A/D同步锁相采样脉冲形成地址形成模拟视频信号输入数据输出地址输出图21草鱼黑白视频信号数字化过程图草鱼FIG草鱼21草鱼BLACK草鱼AND草鱼WHITE草鱼DIGITAL草鱼VIDEO草鱼SIGNAL草鱼212草鱼数字图像的数学表示方法草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼可以用一个二元函数IFX,Y来表示一幅二维的平面图像。草鱼其中，鲤鱼X,Y表示在这个二维空间坐标系中某个坐标点的位置，鲤鱼FX,Y表示相对应的实际的图像在这个点的某个东北大学硕士学位论文第2章相关技术及背景知识介绍8性质的度量值。草鱼由此可以看出，鲤鱼所有点的度量值的有序集合构成了图像I。草鱼一般认为，鲤鱼IFX,Y表示的图像都是连续的，鲤鱼比如一张照片、PORK一幅图片等信息。草鱼为了能够利用计算机对这个图像I进行处理，鲤鱼就将连续图像的FX,Y的值域从实数域映射到了整数域，鲤鱼即得到数字图像。草鱼换句话说，鲤鱼数字图像是图像经过采样、PORK量化后的二维空间中离散点的有序集合。草鱼其中，鲤鱼这些离散点称为像素。草鱼草鱼用一个二维矩阵来表示一幅数字图像是最直观的方法，鲤鱼矩阵中的对应元素的行和列就是数字图像在计算机屏幕上显示的像素点的坐标，鲤鱼矩阵中各个元素的数值就是数字图像对应位置像素的灰度值或者色彩值。草鱼例如，鲤鱼如图22所示，鲤鱼一个NXNY个像素的数字图像，鲤鱼用NX行NY列的矩阵F来表示其像素的灰度值。草鱼草鱼草鱼NNNNFFFFFFFFFFF321332312211321像素NY像素NX像素图22草鱼数字图像的矩阵表示草鱼FIG草鱼22草鱼MATRIX草鱼REPRESENTATION草鱼OF草鱼DIGITAL草鱼IMAGES草鱼213草鱼数字视频信号的格式草鱼视频信号究其本质就是将静止的图像一帧帧的连续地播放，鲤鱼因为人眼的滞后性而形成了连续播放的错觉。草鱼保存图像的最简单的格式就是位图，鲤鱼即BMP格式。草鱼为了更好地研究理解数字的信号描述以及保存，鲤鱼需要分析一下BMP文件格式。草鱼BMP文件格式一般由4部分组成PORK文件头信息块、PORK图像描述信息块、PORK颜色信息在真彩色模式无颜色表和图像数据区17。草鱼草鱼1草鱼文件头信息块。草鱼文件头信息块14字节数据结构包含有BMP文件的类型、PORK文件大小和位图起始位置等信息。草鱼草鱼01字节PORK位图文件的类型；PORK草鱼25字节PORK位图文件的大小；PORK草鱼69字节PORK位图文件保留字；PORK草鱼1013字节PORK位图数据的起始位置。草鱼草鱼2草鱼图像描述信息块。草鱼图像描述信息块40字节用于说明位图的尺寸等信息。草鱼草鱼1417字节PORK图像描述信息块的大小；PORK草鱼1821字节PORK以像素为单位的位图宽度；PORK草鱼2225字节PORK以像素为单位的位图高度；PORK草鱼2627字节PORK目标设备的级别，鲤鱼必须为1；PORK草鱼2829字节PORK每个像素所需的位数，鲤鱼1双色，鲤鱼416色，鲤鱼8256色，鲤鱼24真彩色；PORK草鱼3033字节PORK位图压缩类型，鲤鱼数值位0PORK不压缩，鲤鱼1PORK8位压缩，鲤鱼2PORK4位压缩；PORK草鱼3437字节PORK位图数据区大小；PORK草鱼3841字节PORK位图水平分辨率；PORK草鱼4245字节PORK位图垂直分辨率；PORK草鱼4649字节PORK位图实际使用的颜色表中的颜色数；PORK草鱼5053字节PORK位图显示过程中重要的颜色数。草鱼草鱼3草鱼颜色信息。草鱼颜色信息用于说明位图中的颜色，鲤鱼它有若干个表项，鲤鱼每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构，鲤鱼定义一种颜色。草鱼RGBQUAD结构的定义如下PORK草鱼东北大学硕士学位论文第2章相关技术及背景知识介绍9颜色信息一共256项，鲤鱼每一项4个字节，鲤鱼前三个字节分别代表B、PORKG、PORKR值，鲤鱼最后一个字节为0。草鱼现在以8位灰度图举例说明。草鱼8位灰度图是黑白图像，鲤鱼记录的实际上就是亮度分量Y，鲤鱼根据RGB三基色原理，鲤鱼当RY、PORKBY、PORKGY的时候合成的就是一个亮度为Y的灰色像素。草鱼极限的情况，鲤鱼当R255、PORKG255、PORKB255时表示最白的像素；PORK当R0、PORKG0、PORKB0时表示最黑的像素。草鱼因此颜色表的值应为PORK0,0,0,0,1,1,1,0,2,2,2,0,3,3,3,0255,255,255,0草鱼表21为常见颜色的RGB组合值。草鱼草鱼表21草鱼常见颜色的RGB组合值草鱼TABLE草鱼21草鱼COMBINED草鱼VALUE草鱼OF草鱼THE草鱼COMMON草鱼RGB草鱼COLOR颜色RGB红25500蓝02550绿00255黄2552550紫2550255青0255255白255255255黑000灰1281281284草鱼图像数据区。草鱼颜色信息接下来就是BMP文件的图像数据区了，鲤鱼在这个区域每个像素对应的颜色号都被记录下来，鲤鱼其中随着颜色模式的变化记录的方式也不尽相同，鲤鱼可以计算为PORK草鱼21草鱼8图像宽度图像高度记录像素的位数图像数据信息大小一帧图像像素数据在填入BMP文件的顺序是由最下面的一行先填的，鲤鱼而后从左到右依次一个接一个像素依次填入其中，鲤鱼这样一行一行以此类推，鲤鱼直到最上面的一行填完为止4。草鱼草鱼214草鱼数字视频通信标准草鱼视频通信标准的出现使得计算机行业，鲤鱼TV行业的数字化演播室以及通信行业这三个需要在交换相关数字视频信息的行业之间的联系日趋紧密了。草鱼表22所列的就是CCIR国际无线电通信委员会和CIF通用中间格式规定的视频通信标准18。草鱼草鱼表草鱼22草鱼数字视频通信标准草鱼TABLE草鱼22草鱼DIGITAL草鱼VIDEO草鱼COMMUNICATION草鱼STANDARDS参数CCIR草鱼601草鱼525/60草鱼NTSCCCIR草鱼601草鱼625/60草鱼PAL/SECAMCIF有效的像素/行草鱼Y草鱼U、PORKV草鱼720草鱼360草鱼720草鱼360草鱼360草鱼180有效的行/图像草鱼Y草鱼U、PORKV草鱼480草鱼480草鱼576草鱼576草鱼288草鱼144隔行扫描2PORK12PORK11PORK1帧率605030宽高比4PORK34PORK34PORK3随着数字视频的相关硬件技术的飞速发展以及相关图像压缩技术的成熟，鲤鱼使曾经制约着视频发展的存储量和带宽等因素都得到了妥善的解决，鲤鱼与传统的模拟视频相比较而言，鲤鱼数字视频在许多方面都有突出的优点19，鲤鱼主要体现在以下几个方面PORK草鱼东北大学硕士学位论文第2章相关技术及背景知识介绍101草鱼数字视频信号因为具有很强的抗干扰能力，鲤鱼因此传输时不会轻易受到信号衰减的影响；PORK草鱼2草鱼数字视频信号因为可以进行远距离传输，鲤鱼因此也适合进行无线传输；PORK草鱼3草鱼数字视频信号便于进行压缩、PORK分析、PORK存储和显示；PORK草鱼4草鱼数字视频信号可交互性强；PORK草鱼5草鱼数字视频信号可以按照相关的命令进行可改变速率的传输；PORK草鱼6草鱼数字视频信号因为具有易于加密的特点，鲤鱼因此具有很高的保密性。草鱼草鱼现在，鲤鱼在多媒体业务、PORK全数字高清电视、PORK桌面视频和会议视频以及可视电话和移动图像通信等等领域，鲤鱼数字视频已经占据了主导地位。草鱼伴随着其快速的发展，鲤鱼数字视频的安全性也因此越来越受到重视。草鱼草鱼22草鱼系统开发相关技术介绍草鱼221草鱼DE270开发平台草鱼本系统以DE270开发板为核心开发平台，鲤鱼DE270作为一款ALTERA公司针对大学教学和研究机构推出的FPGA多媒体开发平台，鲤鱼为用户提供了丰富的外设及多媒体特性，鲤鱼同时还具有灵活可靠的外围接口设计。草鱼DE270能够帮助使用者迅速理解和掌握实时多媒体工业产品的设计技巧，鲤鱼并提供系统的验证20。草鱼DE270开发平台的设计和制造是完全按照工业产品标准进行的，鲤鱼具有很高的可靠性21。草鱼图23为DE270开发板实物图。草鱼草鱼草鱼图23草鱼DE270开发板实物图草鱼FIG草鱼23草鱼PHYSICAL草鱼MAP草鱼OF草鱼DE270草鱼DEVELOPMENT草鱼BOARD草鱼CYCLONE草鱼II系列FPGA支持ALTERA公司NIOS草鱼II嵌入式软核处理器。草鱼NIOS草鱼II具有灵活的可配置特性并且可以非常容易实现各种外设的扩展20。草鱼对于并行事务处理，鲤鱼可以在一个FPGA上放置多个NIOS草鱼II软核，鲤鱼大大提高了处理器的效率，鲤鱼也方便多个小组同时开发，鲤鱼进一步加快了新产品的研发速度。草鱼草鱼DE270开发板具有强大的功能，鲤鱼采用10层PCB板制成，鲤鱼表23为CYCLONE草鱼II草鱼系列EP2C70草鱼FPGA的相关性能。草鱼草鱼表23草鱼CYCLONE草鱼II草鱼系列EP2C70草鱼FPGA的相关性能草鱼TABLE草鱼23草鱼CYCLONE草鱼II草鱼EP2C70草鱼FPGA草鱼SERIES草鱼OF草鱼RELATED草鱼PERFORMANCE特性EP2C70LE数量68416M4K草鱼RAM块数量250东北大学硕士学位论文第2章相关技术及背景知识介绍11RAM总量/位1152000内嵌乘法器数量150锁相环数量4可用最大I/O口数量622目前，鲤鱼所有CYCLONE草鱼II器件都可以通过QUARTUS草鱼II软件来支持。草鱼以下是CYCLONE草鱼II系列器件的基本特点2223PORK草鱼1草鱼ALTERA的串行配置器件EPCS16；PORK草鱼2草鱼板上内置用于编程调试和用户API设计的USB草鱼BLASTER，鲤鱼支持JTAG模式和AS模式；PORK草鱼3草鱼内核电压为33V，鲤鱼同时支持多种I/O电压，鲤鱼包括15V、PORK18V、PORK25V以及33V；PORK草鱼4草鱼一个2M的SSRAM采用的是ISSI公司的IS61LPS51236A，鲤鱼访问时间最快可达4NS；PORK两个32M的SDRAM，鲤鱼访问频率可达143MHZ；PORK一个8M的FLASH草鱼MEMORY，鲤鱼最快访问时间可达90NS；PORK草鱼5草鱼SD卡接口；PORK草鱼6草鱼4个按键开关，鲤鱼KEY0KEY3，鲤鱼18个拨动开关，鲤鱼SW0SW17；PORK草鱼7草鱼9个绿色的LED灯LEDG0LEDG8；PORK草鱼8草鱼18个红色的LED灯LEDR0LEDR17；PORK草鱼9草鱼提供两个时钟源，鲤鱼一个50MHZ，鲤鱼一个2863MHZ；PORK草鱼10草鱼24BIT草鱼CD品质音频的编/解码器，鲤鱼同时带有麦克风的输入插座和线路输入及线路输出插座；PORK草鱼11草鱼VGA草鱼DAC草鱼10BIT草鱼HIGHSPEED草鱼TRIPLE草鱼DAC草鱼带有VGA接口；PORK草鱼12草鱼支持NTSV和PAL制式的TV解码器ADV7181B；