基于混沌密碼學的視頻安全編解碼算法研究.pdf

1、H.264/AVC作為新一代國際視頻編碼標準已經廣泛應用于政治、軍事、商業(yè)、教育、醫(yī)療等各行各業(yè)。但視頻數(shù)據(jù)遭到惡意破壞、非法竊取以及數(shù)字媒體盜版等現(xiàn)象已經普遍存在，故對視頻數(shù)據(jù)的安全性保護研究越來越受到人們的重視。視頻數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、編碼結構復雜、對實時性處理要求高的特點，并且視頻數(shù)據(jù)在壓縮編碼后需要存儲或傳輸，因此加解密算法必須結合編解碼過程及實際應用環(huán)境來設計。 然而，眾多現(xiàn)有視頻加解密算法普遍存在三個方面的問題。一是加

2、解密算法中所用混沌系統(tǒng)是基于實數(shù)域上進行的浮點運算，加解密雙方會因計算機字長不同而產生加解密密鑰流不同步的問題。二是加密算法會破壞語義格式信息，并且只能提供一個安全性級別。三是加密算法大都是基于視頻編碼層的研究，而對基于網(wǎng)絡適配層的討論較少。 針對上述問題，本文從信息安全的角度出發(fā)，以混沌密碼學和視頻壓縮標準為理論基礎，研究了視頻數(shù)據(jù)的加解密算法。本文主要工作如下： 首先，采用廣義貓映射和離散分段線性混沌映射構造了一種整

3、數(shù)域混沌流密碼序列發(fā)生器來克服數(shù)字化混沌的有效字長問題。通過理論分析，該混沌系統(tǒng)具有足夠高的安全性。實驗結果表明，該混沌系統(tǒng)具有良好的初值敏感性，由其產生的偽隨機序列能夠通過Golomb對序列隨機性提出的三點假設檢驗，并且也能通過局部隨機性統(tǒng)計檢驗。 其次，在視頻編碼層給出了一種質量可控并保持語義格式不變的視頻混沌加解密方案。從加密效果上看，不同級別的加密對視頻圖像置亂程度是不一樣的，因此能夠滿足不同場合對安全性級別的需求。從實