基于混沌密碼學(xué)的視頻安全編解碼算法研究.pdf

1、H.264/AVC作為新一代國(guó)際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)廣泛應(yīng)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(jīng)普遍存在，故對(duì)視頻數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)研究越來(lái)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)實(shí)時(shí)性處理要求高的特點(diǎn)，并且視頻數(shù)據(jù)在壓縮編碼后需要存儲(chǔ)或傳輸，因此加解密算法必須結(jié)合編解碼過(guò)程及實(shí)際應(yīng)用環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)。 然而，眾多現(xiàn)有視頻加解密算法普遍存在三個(gè)方面的問(wèn)題。一是加

2、解密算法中所用混沌系統(tǒng)是基于實(shí)數(shù)域上進(jìn)行的浮點(diǎn)運(yùn)算，加解密雙方會(huì)因計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)不同而產(chǎn)生加解密密鑰流不同步的問(wèn)題。二是加密算法會(huì)破壞語(yǔ)義格式信息，并且只能提供一個(gè)安全性級(jí)別。三是加密算法大都是基于視頻編碼層的研究，而對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)適配層的討論較少。 針對(duì)上述問(wèn)題，本文從信息安全的角度出發(fā)，以混沌密碼學(xué)和視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)為理論基礎(chǔ)，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(gòu)造了一種整

3、數(shù)域混沌流密碼序列發(fā)生器來(lái)克服數(shù)字化混沌的有效字長(zhǎng)問(wèn)題。通過(guò)理論分析，該混沌系統(tǒng)具有足夠高的安全性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該混沌系統(tǒng)具有良好的初值敏感性，由其產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列能夠通過(guò)Golomb對(duì)序列隨機(jī)性提出的三點(diǎn)假設(shè)檢驗(yàn)，并且也能通過(guò)局部隨機(jī)性統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。 其次，在視頻編碼層給出了一種質(zhì)量可控并保持語(yǔ)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(jí)別的加密對(duì)視頻圖像置亂程度是不一樣的，因此能夠滿足不同場(chǎng)合對(duì)安全性級(jí)別的需求。從實(shí)