基于高级加密标准的视频加密方法

摘要

基于高级加密标准的视频加密方法适用于付费电视、视频点播、网络视频等在互联网络和无线环境条件下对一些重要程度较低的视频内容进行保护传输的视频加密方法，利用高级加密算法的输出反馈模式对MPEG－4视频中帧内编码模式中的直流差分系数和帧间预测编码模式、帧间双向预测编码模式中intra块的直流差分系数进行加密的方法。本发明是一种具有开销小、能对MPEG－4视频进行一定的保护、有一定抗误码传播能力等特点的视频加密方法。

主权项

1.一种基于高级加密标准的视频加密方法，其特征在于该方法包括如下步骤：第一步：对视频编码进行处理使之在定点数字信号处理器软件开发工具包平台上实现，具体对视频编码处理步骤如下：11)代码编译与移植：对双精度类型数据改用长整型类型数据，对程序代码中的printf指令调试信息和浮点计算用条件编译指令关闭，并且重新编译；12)项目级编译器优化：利用编译器界面选项调用最高级别的软件流水线、软件流水线循环反馈，增大软件编译成数字信号处理代码的并行性；同时对代码段链接顺序作安排，减少程序执行时代码调用带来的缓存缺失，提高程序的执行效率；13)存储器优化：将1兆字节存储空间的存储器分为256千字节的第二级高速缓存存储器和768千字节的第二级静态随机存取存储器两部分，将常用的数据和代码放在片内存储器第二级静态随机存取存储器上，将外部同步动态随机存储器设定为可高速缓存以提高访问效率；14)高速缓存存储器缓存优化：第一级程序高速缓存的行大小为32位采用直接映射结构，第一级数据高速缓存的行大小为64位采用双路组联想结构以提高循环步长值，中央处理器的取指访问命中第一级程序高速缓存，单周期返回需要的取指包；若没有命中第一级程序高速缓存，命中的是第二级存储器，执行包的并行度和流水节拍决定中央处理器被阻塞的周期，否则中央处理器被阻塞到第二级存储器从外部存储空间取得相应的取指包，送入第一级程序高速缓存后，再送入中央处理器，存放数据或分配内存时采取双字对齐，来减小因缓存缺失导致的中央处理器阻塞情况发生；15)进行代码优化：使用图像处理函数库，该函数为手工编排流水线的汇编代码，改写C代码：为了便于数字信号处理编译器进行数据打包处理，对程序中的循环操作四重展开，以提高流水效率，对于迭代次数在编译时刻未知的循环，利用位运算进行展开，使得编译器使用数据打包技术进行流水处理，使用线性汇编：C64x系列数字信号处理在视频编码器中，半像素插值时使用dotpu4、subabs4指令计算绝对误差和；SPACK2指令用于图像重建；进行运动估计时在参考图像帧中进行像素值读取的LDNDW指令，解决参考图像中数据不满足双字对齐的问题；数据搬移：利用芯片支持库提供的使用直接内存存取进行内存数据传送的函数和采用多通道的增强型直接存储器存取，实现图像数据搬移，对同步动态随机存储器中的待搬移数据在第二级高速缓存存储器中存在副本，数据搬移前，对第二级高速缓存存储器和同步动态随机存储器中的待搬移数据进行一致性操作，避免程序运行出错；第二步：对视频用高级加密标准的输出反馈模式进行加密：对视频中的帧格式进行判断，如果视频对象平面是帧内编码模式，则对8×8块的直流差分系数使用的高级加密标准输出反馈模式进行加密；否则，如果视频对象平面是帧间预测编码模式和帧间双向预测编码模式中的内部编码宏块，则对宏块中块的直流差分系数使用高级加密标准的输出反馈模式进行加密；第三步：对加密视频进行发送和解密步骤如下：31)客户端发送会话建立请求；32)服务器端收到会话建立请求后验证客户的合法性，如果验证通过，则利用客户端的公钥对高级加密标准密钥和初始矢量进行加密，然后发送给客户端，如果是非法用户则中断请求；33)收端利用其自身的私钥，对收到的密文进行解密，得到高级加密标准密钥和初始矢量，然后发送确认消息；34)收到客户端确认消息后，服务器端使用对应的高级加密标准密钥和初始矢量对视频进行加密和编码并发送，收端则利用高级加密标准密钥和初始矢量对视频流进行解密和解码。