基于混沌的視頻加密系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近些年來(lái)，得益于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，多媒體視頻應(yīng)用進(jìn)入了飛速發(fā)展的軌道，逐漸在人們的生活中普及。多媒體視頻數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)一樣在開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳輸很容易遭到攻擊與數(shù)據(jù)竊取，如何防止視頻數(shù)據(jù)中的隱私數(shù)據(jù)被人惡意獲取并非法使用已經(jīng)成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題，多媒體數(shù)據(jù)安全問(wèn)題也越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域的重視。而由于與普通數(shù)據(jù)不同，視頻數(shù)據(jù)具有格式特殊性、數(shù)據(jù)量巨大、實(shí)時(shí)應(yīng)用處理能力要求高等特性，傳統(tǒng)的加密算法已經(jīng)不適用于視頻加密，所以，需要設(shè)計(jì)適

2、合于視頻加密的新的加密算法。
　　本文主要圍繞基于混沌迭代系統(tǒng)的視頻加密方案進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。在目前主流的，應(yīng)用最為廣泛的H.264編解碼標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合混沌迭代系統(tǒng)生成用于加密的偽隨機(jī)序列，設(shè)計(jì)具有一定實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的視頻加密方案，并將方案實(shí)現(xiàn)成為一個(gè)視頻加密系統(tǒng)。
　　首先，針對(duì)H.264視頻加密算法很難同時(shí)滿足實(shí)時(shí)性、高安全性、復(fù)雜度低的要求，本文通過(guò)建造復(fù)雜時(shí)空混沌系統(tǒng)模型，構(gòu)造復(fù)合混沌密碼算法，設(shè)計(jì)生成更為安全的不

3、易被攻破的加密偽隨機(jī)序列。同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)選擇加密控制技術(shù)，對(duì)幀內(nèi)幀間預(yù)測(cè)模式，CAVLC編碼過(guò)程編碼前的殘差數(shù)據(jù)掃描順序及編碼中的多處關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該加密方案在沒(méi)有影響到視頻格式的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了高安全級(jí)別的加密效果，同時(shí)幾乎對(duì)壓縮比沒(méi)有產(chǎn)生影響，而且加密速度快，非常適合實(shí)時(shí)加密應(yīng)用。
　　然后，本文針對(duì)很多對(duì)視頻加密安全需求非常高的情況，著重考慮視頻加密方案的安全性，研究設(shè)計(jì)了一套更為安全的視頻加密

4、方案。首先將時(shí)空混沌模中的本地方程由固定不變，改為動(dòng)態(tài)選擇，構(gòu)造動(dòng)態(tài)的時(shí)空混沌模型，并進(jìn)而設(shè)計(jì)出一套逐幀動(dòng)態(tài)加密控制模塊，根據(jù)每一幀的不同信息，動(dòng)態(tài)的選用不同的時(shí)空混沌本地方程，做到每一幀的加密密鑰和偽隨機(jī)序列生成系統(tǒng)都是不同的，大幅度提高了加密方案的抗攻擊性的同時(shí)，增強(qiáng)了方案的強(qiáng)壯性，具有抑制錯(cuò)誤擴(kuò)散的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在加密方案中引入運(yùn)動(dòng)矢量的符號(hào)位和方向值進(jìn)行加密操作，保證了視頻中的運(yùn)動(dòng)信息內(nèi)容的加密效果得到了進(jìn)一步的提高。實(shí)驗(yàn)表明，該