基于混沌理论的视频加密系统研究

基于混沌理论的视频加密系统研究作者：王俊平学位授予单位：长春理工大学相似文献(2条)1.学位论文尤会明基于混沌的视频加密系统的研究2006随着网络技术和多媒体技术的飞速发展，多媒体信息逐渐成为人们获取信息的重要手段。世界范围内的信息交互已经成为可能，各种信息源(文本、图像、声音等)的数字化使信息复制更加方便，信息的安全问题已成为研究热点。自从混沌理论问世以来，混沌现象的独特特性受到了密码学者的密切关注。混沌加密在计算机网络和安全通信方面的应用为解决信息安全问题开辟了一种新的研究途径。本文结合混沌理论和现代密码技术在视频加密中的应用，进行了较为深入的研究。论文首先简要的介绍了课题研究的背景和目前的研究状况，分析了视频加密技术，结合密码学的基本知识对视频加密技术的算法进行了详细的讨论。根据加密算法的不同可以分为两类：块密码的视频流加密算法和序列密码即流密码的视频流加密算法。块加密的密文出现一位错误，整个块都不可能正确解密。序列密码加密由伪随机序列和明文逐位处理，实现简单、速度快、不会带来错误的扩散，比较适合高码率的视频流加密，因此，序列密码适用于数据量大且实时性要求高的加密要求。其次，分析了混沌理论的基本概念和特性，并对混沌理论在密码学中的应用进行了详细的讨论。混沌序列是一种非线性序列，其结构复杂，难以分析和预测，混沌系统可以提供具有良好随机性、相关性和复杂性的拟随机序列，本文采用基于混沌方式的视频流加密方案。同时对椭圆曲线加密算法和本文所采用的算法对加密效果进行了分析，发现本文所采用的算法在保密效果和加密速度方面要优于椭圆曲线加密算法。本文最后采用了混沌序列置乱的加密算法，对AVI视频采用了一种基于混沌系统产生混沌序列的视频加密算法。利用混沌系统产生的混沌序列对AVI视频每帧进行像素置乱加密，经实验证明，本文提出的这种加密算法加密效果良好，实现方法简单，具有一定的实用价值。2.学位论文王晓鑫基于DM642的网络视频加密系统研究与实现2008随着网络技术的飞速发展，多媒体信息逐渐成为人们交流的重要手段。随之带来的视频点播、网络电视、在线学习与培训等在各个领域中有了越来越广泛的应用。因此，如何采用更便捷的方法提供这些服务的身份认证及多媒体信息的安全保护技术受到极大的重视，也是当今研究的热点。混沌加密在计算机网络和通信安全领域的应用为解决信息安全问题开辟了一种新的研究途径。本文对混沌理论和现代密码技术在视频加密中的应用进行研究。视频加密技术分为分组密码和序列密码。序列密码加密由伪随机序列和明文逐位处理，实现简单、速度快、不会带来错误的扩散，比较适合高码率的视频流加密。混沌序列加密严格上说属于序列密码加密，其状态难以分析和预测，并可以提供具有良好随机性的序列。本文针对如何实现实时视频的保密传输问题进行研究，在新型数字信号处理器TMS320DM642上构建了网络视频通信系统，在此系统上研究并实现了三种基于混沌序列的加密算法，实现了视频图像的实时全双工安全传输。一、基于Logistic混沌映射的视频图像加密算法。加密时采用动态密钥法，能有效提高视频图像传输的安全性：嵌入加密算法前后，CPU占有率由62％提高到75％，因此加密算法占用空间少，视频图像传输流畅，满足视频图像传输的实时性要求；二、基于三维Lorenz系统的视频图像加密算法。嵌入加密算法后，程序运行的CPU占有率稳定在80％，与算法—相比差别不大；Lorenz系统与Logistic映射相比，扩大了密钥空间。本算法在满足视频图像传输速度的基础上，增强了系统的安全性及视频图像的抗破译能力；三、基于AES与Logistic映射级联的视频图像加密算法。本算法结合了传统加密标准AES在迭代上的成熟加密算法和Logistic离散混沌序列良好的随机性及序列生成的快速性，显著增强了视频图像传输的安全性。由于AES迭代算法复杂，因此与前两种算法相比，CPU占有率明显增加，达到98％，基本上能够满足视频图像传输的流畅性要求。可见这种算法实现的视频图像传输的安全性是以CPU占有率的增加为代价的。实验结果表明，本文研究并实现的三种加密算法应用于网络视频传输系统中的CPU占有率满足实时视频保密传输的快速性要求；若程序中只嵌入加密算法而不解密，无法辨认出网络传输后的视频图像；分析加密图像的直方图及统计特性，三种算法均能达到视频传输的安全性要求。因此，嵌入加/解密算法后的视频传输系统能同时兼顾安全性及快速性要求。综上所述，本课题在解决视频图像的安全传输问题取得了一定成果，具有一定的实用价值。若能在此基础上深入研究，可应用于多媒体及信息安全的领域。本文链接：授权使用：中北大学(zbdxtsg)，授权号：355cf01f-7890-428f-94ff-9e4500964e0b下载时间：2010年12月7日