基于編碼的多媒體加密研究.pdf

1、多媒體技術(shù)是近幾年來(lái)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛的技術(shù)之一，隨著個(gè)人PC的快速普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多媒體技術(shù)的應(yīng)用需求在未來(lái)幾十年內(nèi)仍將增加。這些多媒體信息，特別是涉及到政治、軍事或商業(yè)機(jī)密的敏感信息在利用公共信道進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候很容易被攻擊者竊取，因此保護(hù)這些多媒體信息的安全也已經(jīng)成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　多媒體信息有數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)間冗余度高、單位信息價(jià)值低、對(duì)傳輸實(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)。如果使用傳統(tǒng)的加密方法將浪費(fèi)大量的時(shí)間

2、和計(jì)算資源，這樣的浪費(fèi)是不必要的。因此很多研究者開(kāi)始提出一些針對(duì)多媒體信息特性的加密方法，這些方法從加密方式上大致可分成：(1)直接加密；(2)選擇加密；(3)基于壓縮的加密。這些算法一般都在某些特定的應(yīng)用領(lǐng)域有一定的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)這些典型算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，從安全性、速度、格式兼容性等方面考察它們的性能，在此基礎(chǔ)上提出基于編碼的多媒體加密。
　　基于編碼的多媒體加密是指針對(duì)不同多媒體信息的編碼方法，將編碼過(guò)程與加密過(guò)程結(jié)合起來(lái)，在

3、編碼的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)加密。這種加密方式主要的優(yōu)勢(shì)是速度快、效率高，避免了加密多媒體對(duì)象中用于格式控制部分的數(shù)據(jù)，從而提高了安全性。由于編碼方法一般都有一定的算法過(guò)程并符合特定的數(shù)據(jù)格式，加密后的數(shù)據(jù)必須符合這一特定的數(shù)據(jù)格式才能正確的實(shí)現(xiàn)編解碼。因此，如何使加密過(guò)程與編碼過(guò)程格式兼容將是我們?cè)O(shè)計(jì)算法的難點(diǎn)問(wèn)題之一。
　　本文的創(chuàng)新之處是針對(duì)當(dāng)前比較流行的編碼方法設(shè)計(jì)基于不同編碼的多媒體加密算法，主要有：
　　(1)分析LZW編碼

4、的特性，以基于LZW編碼的GIF圖像為例，提出了退化和保密的兩種應(yīng)用模式下的圖像選擇加密方法。對(duì)于退化模式，我們采用子集內(nèi)置亂索引的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像退化的可控性，并保證了其格式兼容性。對(duì)于保密模式，通過(guò)加密較少的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)圖像的保護(hù)。實(shí)驗(yàn)證明兩個(gè)模式均實(shí)現(xiàn)了安全性和格式兼容性要求，并保持了壓縮率不變。
　　(2)分析Huffman編碼的特性，對(duì)Wu在他的文章[13][14][15]中所提出的基于多Huffman表的多媒體加密