基于混沌的視頻加密系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、近些年來，得益于網(wǎng)絡技術的進步，多媒體視頻應用進入了飛速發(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)一樣在開放的網(wǎng)絡環(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)成為一個急需解決的問題，多媒體數(shù)據(jù)安全問題也越來越受到學術界和工業(yè)領域的重視。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、實時應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，需要設計適

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)的視頻加密方案進行研究與設計。在目前主流的，應用最為廣泛的H.264編解碼標準的基礎之上，結合混沌迭代系統(tǒng)生成用于加密的偽隨機序列，設計具有一定實際應用價值的視頻加密方案，并將方案實現(xiàn)成為一個視頻加密系統(tǒng)。
　　首先，針對H.264視頻加密算法很難同時滿足實時性、高安全性、復雜度低的要求，本文通過建造復雜時空混沌系統(tǒng)模型，構造復合混沌密碼算法，設計生成更為安全的不

3、易被攻破的加密偽隨機序列。同時通過設計選擇加密控制技術，對幀內(nèi)幀間預測模式，CAVLC編碼過程編碼前的殘差數(shù)據(jù)掃描順序及編碼中的多處關鍵數(shù)據(jù)進行加密。理論分析和實驗結果表明，該加密方案在沒有影響到視頻格式的結構的基礎上，實現(xiàn)了高安全級別的加密效果，同時幾乎對壓縮比沒有產(chǎn)生影響，而且加密速度快，非常適合實時加密應用。
　　然后，本文針對很多對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，研究設計了一套更為安全的視頻加密

4、方案。首先將時空混沌模中的本地方程由固定不變，改為動態(tài)選擇，構造動態(tài)的時空混沌模型，并進而設計出一套逐幀動態(tài)加密控制模塊，根據(jù)每一幀的不同信息，動態(tài)的選用不同的時空混沌本地方程，做到每一幀的加密密鑰和偽隨機序列生成系統(tǒng)都是不同的，大幅度提高了加密方案的抗攻擊性的同時，增強了方案的強壯性，具有抑制錯誤擴散的優(yōu)點。同時，在加密方案中引入運動矢量的符號位和方向值進行加密操作，保證了視頻中的運動信息內(nèi)容的加密效果得到了進一步的提高。實驗表明，該