基于多混沌系統(tǒng)的視頻加密系統(tǒng)及其在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)

基于多混沌系統(tǒng)的視頻加密系統(tǒng)及其在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)

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時(shí)間:2019-02-06

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1、摘要隨著多媒體數(shù)據(jù)如數(shù)字視頻、圖像、流媒體文件在Intemet中的日漸流行,多媒體技術(shù)的日漸成熟及廣泛應(yīng)用催生了以多媒體數(shù)據(jù)為研究對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)信息安全研究,尤其是網(wǎng)絡(luò)視頻安全已極大地引起了學(xué)術(shù)界及商業(yè)界的關(guān)注。由于視頻文件的實(shí)時(shí)性要求高,加上視頻的數(shù)據(jù)量極為龐大,以往的針對(duì)文本文件等傳統(tǒng)的加密算法如DES已不適用于視頻加密?;煦缦到y(tǒng)的一些固有特征,如混沌序列的復(fù)雜隨機(jī)性,難以分析和預(yù)測(cè)性,被認(rèn)為是天然的加密系統(tǒng)。很多混沌密碼專家及學(xué)者提出了很多針對(duì)視頻數(shù)據(jù)的混沌加密算法,盡管很多混沌密碼設(shè)計(jì)者認(rèn)為他們?cè)O(shè)計(jì)出的混沌密碼能夠作為視頻加密的一種具有創(chuàng)新性和

2、高效率的算法,但很多算法如Shi和Fridrich已被證明是存在重大缺陷或者說是不能被應(yīng)用于實(shí)際的密碼系統(tǒng)中。本文的主要工作就是對(duì)一類流行的混沌選擇性流加密算法進(jìn)行分析研究,指出其不足之處,并設(shè)計(jì)出算法更先進(jìn),安全性更高,而且能在實(shí)際中投入應(yīng)用的混沌視頻加密算法。因此,我們的研究工作具有理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及研究成果如下:a)將傳統(tǒng)的密碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與混沌加密相結(jié)合,給出了混沌視頻加密系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架并定義了各種加密,解密要素,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了基于DCT的混沌加密系統(tǒng)和多層次的超混沌加密系統(tǒng),使得對(duì)混沌視頻加密算法有一種實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)和

3、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí)。b)對(duì)流行的基于DCT的混沌視頻加密進(jìn)行了分析,總結(jié),將該加密算法與流行的壓縮算法MPEG.2相結(jié)合,并實(shí)現(xiàn)了一種常見的選擇性加密算法,安全性分析及性能分析表明:安全性有了保證,但也存在一定缺點(diǎn),如壓縮比不高,處理速度,重建后圖像質(zhì)量有待提高。c)受基于DC的混沌加密算法及對(duì)壓縮后視頻流統(tǒng)計(jì)分析啟發(fā),提出了多層次的超混沌視頻加密系統(tǒng),超混沌系統(tǒng)安全性更高,而且與網(wǎng)絡(luò)傳輸下的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.263相結(jié)合,在視頻壓縮過程中進(jìn)行基于DC的視頻流加密,視頻加縮后,對(duì)視頻流進(jìn)行塊置亂和數(shù)據(jù)混淆,該加密系統(tǒng)完全適合網(wǎng)絡(luò)傳輸并投入實(shí)際應(yīng)用。摘要d)

4、實(shí)現(xiàn)了兩套基于VC平臺(tái)的開發(fā)軟件,基于DCT的混沌視頻流加密系統(tǒng)和兩層次的超混沌視頻加密系統(tǒng),前者可用于不考慮網(wǎng)絡(luò)連接并對(duì)安全性要求不高的場(chǎng)合,而后者可用于網(wǎng)絡(luò)連接,并且對(duì)安全性及各項(xiàng)性能指標(biāo)如處理速度,壓縮比,重建后圖像質(zhì)量有著較高要求的場(chǎng)合,對(duì)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用是一種有益創(chuàng)新,如企業(yè)內(nèi)部視頻會(huì)議等。關(guān)鍵詞:超混沌系統(tǒng)混沌密碼系統(tǒng)視頻加密MPEG.2H.263codecⅡAbstractWiththepopularityofmultimediasuchasdigitalvideos,imagesandSOforthontheInteract,th

5、ematurityandextensiveapplicationofmultimediatechnologieshavegreatlystimulatedthestudyofinformationsecurityofmultimediadatabeingtransmittedandstoredontheInteract.Accordingly,videosecurityhasbeenattractingmoreandmoreattentionfromtheacademiaandthecommercialcommunities.Duetostrict

6、requirementofreal—timeprocessingandlargesizeofvideodata,traditionalencryptionalgorithmssuchasDESaimedattextualdatacannotbedirectlyappliedtovideocryptosystems.Ontheotherhand,someinherentcharacteristicsofchaoticseressuchascomplexity,pseudo—randomnessanddifficultiestoanalyzeandpr

7、edictitstrajectorymakechaoticsystemsnatlLralcryptosystem.Therefore,agreatmanychaos—basedencryptionalgorithmshavebeendesignedbychaos—basedcipherdesigners.Althoughitisarguedbythosedesignersthatthesealgorithmscanberegardedasailalternativemeasugeforthedesignoflligh—efficiencyvideo

8、cryptosystem,unfortunately,manyproposedencryptionalgorithmssu

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