基于AES的视频加密方案的研究

发布时间：2022-01-11 10:45

　　由于网络技术和多媒体应用技术不断发展,视频信息的传输已经司空见惯。随之而来的视频数据泄露成为了一个严峻的问题。科研人员根据不同的应用场景,提出了不同的数据保护方案,然而在现有的视频数据保护方案中均存在加密安全性与时间效率无法平衡的问题。根据存在的这一问题,本文提出了两种解决方案。首先提出了一种基于ECC（椭圆曲线加密算法）和AES（高级加密标准）的混合加密方案。该混合加密方案中利用AES加密算法的高效性和ECC加密算法的高安全性实现视频数据信息的保护。该方案分为两步来完成,第一步中,利用椭圆曲线加密算法的私钥和字符的ASCII码将任意长度的任意字符插入视频流进行加扰。第二步中,使用对称加密算法AES对加扰后的码流进行加密。通过实验结果和实验分析证明了该混合加密方案具有很好的安全性,而且与其他视频加密方案相比具有更高的时间效率。其次根据视频编码特性提出了一种选择性视频加密方案。该方案利用H.264视频编码的分片特性,选择AES加密算法的CFB（密文反馈模式）模式、伪随机序列生成器生成的伪随机序列作为密钥对每个片中的重要语义元素进行加密。通过从感知安全性、评估比较和性能三个方面分析,证明了... 

【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高级加密标准流程图

28j org_Waterfall_cif k scr_Waterfall_cif l enc_Waterfall_cif图 5-1 视频序列对比图观察视频序列对比图 5-1 可知，要想观看到清晰地视频画面必须获得 AES的密钥和 ECC 的私钥。换句话说视频加密过程严重破坏了视频的商业价值。对比图 5-1 中加扰视频序列的 b0和 b1，h0和 h1,可以看出，qcif 格式的视频序列加扰效果比较。5.1.1.2 客观视频质量分析除了我们主观能够看到，我们还采用了 PSNR（峰值信噪比）、SSIM（结构相似性指数）来衡量视频的感知质量。PSNR 的计算公式是基于两幅图像误差的均方误差（MSE）计算获得，MSE 的计算公式有等式（5-1）表示，PSNR 的计算公

d0org_mobile d1enc_mobile d2dec_mobile图 5-2 视频序列对比图(org_news、org_foreman、org_hall、org_mobile)、加密视频图像（enc_news、enc_foreman、enc_hall、enc_mobile）、解密视频图像（dec_news、dec_foreman、dec_hall、dec_mobile）（如图 5-2）。表 5-4：视频序列尺寸比较视频序列 视频大小 编码视频大小 加密后视频大小 解密后视频大小coastguard 10.8M 444K 444K 444Kcontaine 10.8M 251K 251K 251Kforeman 10.8M 328K 328K 328Khall 10.8M 257K 257K 257Kmobile 10.8M 927K 927K 927Kmother-daughter 10.8M 180K 180K 180K

【参考文献】：
期刊论文
[1]椭圆曲线加密体制安全性分析[J]. 王方鑫.  科技风. 2018(35)
[2]一种动态猫映射混沌图像加密算法[J]. 王鲜芳,王晓雷,王俊美,李名.  河南师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[3]基于双Logistic混沌映射的数字图像加密算法研究[J]. 李繁,林才寿,王小敏.  矿产综合利用. 2018(03)
[4]医学视频加解密播放器的研究与实现[J]. 马光,赵佩瑾,崔茂香.  中国医疗设备. 2016(06)
[5]视频隐私保护技术综述[J]. 佟玲玲,李扬曦,黄文廷.  通信学报. 2013(08)
[6]混沌加密技术综述[J]. 吴立春.  中国水运(学术版). 2006(12)

硕士论文
[1]混沌图像加密算法研究与实现[D]. 安守楠.中北大学 2018
[2]高级加密标准研究及其FPGA设计[D]. 卢坚.西南交通大学 2002



本文编号：3582647