一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻處理領(lǐng)域，具體涉及到一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是移動(dòng)電話，個(gè)人數(shù)字助理的廣泛應(yīng)用， 用戶需要保存和交流的視頻信息越來越多，使得視頻信息的安全問題更加突顯，在享受視 頻通信技術(shù)帶來的便利之時(shí)，保護(hù)個(gè)人隱私的安全性問題也越來越受到人們的重視。
[0003] 現(xiàn)階段對(duì)視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全性大多依賴傳輸過程的安全驗(yàn)證，忽略了對(duì)視頻幀數(shù) 據(jù)的安全存儲(chǔ)，使得視頻的安全性不高，由于視頻幀數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)存在安全問題，無法保證視 頻的真實(shí)性和完整性。現(xiàn)階段安全的視頻監(jiān)控大多靠有線信號(hào)傳輸，而且速度無法滿足實(shí) 時(shí)加解密的要求。無法滿足現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
[0004] 綜上所述，如何對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行安全存儲(chǔ)，提高實(shí)時(shí)加解密的速度使用戶能夠 通過移動(dòng)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問為目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，用 于對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)，防止對(duì)原始視頻的篡改與偽造，保證視頻數(shù)據(jù)的安全性，而 且加密和解密速度快，滿足數(shù)據(jù)跨平臺(tái)無線傳輸及遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看的需求。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，包 括以下步驟：
[0007] 對(duì)原始視頻進(jìn)行編碼，形成視頻幀數(shù)據(jù)；
[0008] 對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行hash值計(jì)算，得到視頻hash值；
[0009] 對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成包含密鑰流的加密文件；
[0010] 將加密文件和視頻hash值進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。
[0011] 進(jìn)一步地，所述原始視頻進(jìn)行編碼，形成視頻幀數(shù)據(jù)，具體包括：原始視頻通過視 頻數(shù)據(jù)放大器和視頻編碼器轉(zhuǎn)換為視頻幀數(shù)據(jù)。
[0012] 進(jìn)一步地，所述視頻hash值采用SM3雜湊芯片對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行hash值計(jì)算。
[0013] 進(jìn)一步地，所述對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成包含密鑰流的加密文件，具體包括： 視頻幀數(shù)據(jù)通過祖沖之流密碼機(jī)進(jìn)行加密，加密的視頻幀數(shù)據(jù)形成加密文件。
[0014] 進(jìn)一步地，所述祖沖之流密碼機(jī)以一個(gè)128位的初始密鑰和一個(gè)128位的初始矢 量作為輸入，輸出一串32位字的密鑰流對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
[0015] 進(jìn)一步地，所述將加密文件和視頻hash值進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，具體包括：加密文件 和視頻hash值通過數(shù)據(jù)線存入固定存儲(chǔ)器中，同時(shí)加密文件和視頻hash值送入無線網(wǎng)卡 進(jìn)行無線傳輸。
[0016] 進(jìn)一步地，所述將加密文件進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸之后，還包括：解密驗(yàn)證。
[0017] 進(jìn)一步地，所述解密驗(yàn)證具體包括：對(duì)傳輸?shù)募用芪募M(jìn)行解密，對(duì)解密的視頻數(shù) 據(jù)再次計(jì)算sm3雜湊值，并與原始視頻的hash值進(jìn)行對(duì)比。
[0018] 本視頻裝置結(jié)合普通攝像頭利用硬件FPGA設(shè)計(jì)一種便攜的、高性能的完成實(shí)時(shí) 攝像加密系統(tǒng)，與以往的視頻裝置相比更具以下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 1、完成了對(duì)原始視頻數(shù)據(jù)的高速加密保護(hù)；實(shí)時(shí)采集的原始視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過放大器 和視頻編碼后將圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給我們的加密芯片后，利用祖沖之流密碼算法對(duì)視頻進(jìn) 行加密，測試速度可以滿足一秒33幀以上，滿足實(shí)時(shí)視頻的要求。如有司法需求進(jìn)行調(diào)用 時(shí)，然后進(jìn)行祖沖之算法解密，還原原始視頻。祖沖之算法的初始密鑰和初始向量值由雙方 事先約定寫入固定芯片。
[0020] 2、完整性驗(yàn)證防止了對(duì)視頻的篡改與偽造；我們對(duì)視頻進(jìn)行SM3雜湊算法計(jì)算 Hash值，然后在接受端對(duì)解密的視頻再次計(jì)算SM3雜湊值，然后對(duì)比HASH是否一致就可以 檢驗(yàn)視頻是否經(jīng)過篡改，偽造等操作，很好的保證了視頻錄像的真實(shí)性與防篡改性。
[0021] 3、實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)跨平臺(tái)無線傳輸遠(yuǎn)程查看；視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)被采集、加密處理完成后， 通過無線網(wǎng)卡直接傳送到服務(wù)器上存儲(chǔ)，便于警方或者有權(quán)限的人員遠(yuǎn)程解密查看。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明提出的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明所述sm3芯片算法流程圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明所述sm3芯片內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明所述sm3芯片接口電路圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明所述的sm3芯片的消息擴(kuò)展模塊的部分電路結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖6為本發(fā)明所述的sm3芯片的壓縮函數(shù)模塊的部分電路結(jié)構(gòu)圖；
[0028] 圖7為本發(fā)明所述的sm3芯片的雜湊值輸出模塊的部分電路結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖8為本發(fā)明所述的祖沖之流密碼機(jī)的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖9為祖沖之流密碼機(jī)算法的總體結(jié)構(gòu)圖；
[0031] 圖10為本發(fā)明所述的線性反饋移位寄存器單元結(jié)構(gòu)圖；
[0032] 圖11為本發(fā)明所述的比特重組模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0033] 圖12為本發(fā)明所述的兩個(gè)S盒存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0035] 參見圖1，為本發(fā)明提出的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 如圖1所示，一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，包括以下步驟：
[0037] 對(duì)原始視頻進(jìn)行編碼，形成視頻幀數(shù)據(jù)；
[0038] 對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行hash值計(jì)算，得到視頻hash值；
[0039] 對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成包含密鑰流的加密文件；
[0040] 將加密文件和視頻hash值進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。
[0041] 進(jìn)一步地，所述原始視頻進(jìn)行編碼，形成視頻幀數(shù)據(jù)，具體包括：原始視頻通過視 頻數(shù)據(jù)放大器和視頻編碼器轉(zhuǎn)換為視頻幀數(shù)據(jù)。
[0042] 進(jìn)一步地，所述視頻hash值采用SM3雜湊芯片對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行hash值計(jì)算。
[0043] 本發(fā)明實(shí)施例中，原始視頻信息通過SM3雜湊芯片唯一獲得一組hash值。
[0044] 進(jìn)一步地，所述對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成包含密鑰流的加密文件，具體包括： 視頻幀數(shù)據(jù)通過祖沖之流密碼機(jī)進(jìn)行加密，加密的視頻幀數(shù)據(jù)形成加密文件。
[0045] 進(jìn)一步地，所述祖沖之流密碼機(jī)以一個(gè)128位的初始密鑰和一個(gè)128位的初始矢 量作為輸入，輸出一串32位字的密鑰流對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
[0046] 進(jìn)一步地，所述將加密文件和視頻hash值進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，具體包括：加密文件 和視頻hash值通過數(shù)據(jù)線存入固定存儲(chǔ)器中，同時(shí)加密文件和視頻hash值送入無線網(wǎng)卡 進(jìn)行無線傳輸。
[0047] 進(jìn)一步地，所述將加密文件進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸之后，還包括：解密驗(yàn)證。
[0048] 進(jìn)一步地，所述解密驗(yàn)證具體包括：對(duì)傳輸?shù)募用芪募M(jìn)行解密，對(duì)解密的視頻數(shù) 據(jù)再次計(jì)算sm3雜湊值，并與原始視頻的hash值進(jìn)行對(duì)比。
[0049] 本發(fā)明在解密過程中再次解密的視頻再次計(jì)算SM3雜湊值，然后對(duì)比HASH是否一 致就可以檢驗(yàn)視頻是否經(jīng)過篡改，偽造等操作，很好的保證了視頻錄像的真實(shí)性與防篡改 性。
[0050] 參見圖2和圖4,其中圖2為本發(fā)明所述sm3芯片算法流程圖；圖3為本發(fā)明所述 sm3芯片內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明所述sm3芯片接口電路圖。
[0051] 本發(fā)明實(shí)施例中所述的SM3芯片采用硬件描述語言合成電路芯片，SM3芯片包括 迭代模塊、擴(kuò)展模塊、壓縮模塊和頂層設(shè)計(jì)模塊。SM3芯片的工作過程為：啟動(dòng)，開始依次讀 入初始化參數(shù)和當(dāng)前視頻幀數(shù)據(jù)m，進(jìn)行消息填充，迭代，擴(kuò)展、壓縮，最后輸出雜湊值，并給 出工作完成標(biāo)志位。
[0052] 上述所述的m消息長度為1 (1〈264)比特，SM3芯片經(jīng)過填充和迭代壓縮，生成雜湊 值，雜湊值長度為256比特。m消息要在上層完成填充和分組的實(shí)現(xiàn)原則如下：
[0053] 假設(shè)消息m的長度為1比特。首先將比特"1"添加到消息的末尾，再添加k個(gè)"0"， k是滿足1+1+k= 448mod512的最小的非負(fù)整數(shù)。然后再添加一個(gè)64位比特串，該比特串 是長度1的二進(jìn)制表示。填充后的消息m'的比特長度為512的倍數(shù)。
[0054] 例如：對(duì)消息011000010110001001100011，其長度1 = 24,經(jīng)填充得到比特串：
[0055]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，其特征在于，包括以下步驟： 對(duì)原始視頻進(jìn)行編碼，形成視頻幀數(shù)據(jù)； 對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行hash值計(jì)算，得到視頻hash值； 對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成包含密鑰流的加密文件； 將加密文件和視頻hash值進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，其特征在于，所述原始視 頻進(jìn)行編碼，形成視頻幀數(shù)據(jù)，具體包括：原始視頻通過視頻數(shù)據(jù)放大器和視頻編碼器轉(zhuǎn)換 為視頻幀數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，其特征在于，所述視頻 hash值采用SM3雜湊芯片對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行hash值計(jì)算。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，其特征在于，所述對(duì)視頻 幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成包含密鑰流的加密文件，具體包括：視頻幀數(shù)據(jù)通過祖沖之流密碼機(jī) 進(jìn)行加密，加密的視頻幀數(shù)據(jù)形成加密文件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，其特征在于，所述祖沖之 流密碼機(jī)以一個(gè)128位的初始密鑰和一個(gè)128位的初始矢量作為輸入，輸出一串32位字的 密鑰流對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，其特征在于，所述將加密 文件和視頻hash值進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，具體包括：加密文件和視頻hash值可以通過數(shù)據(jù)線存 入固定存儲(chǔ)器中，同時(shí)加密文件和視頻hash值送入無線網(wǎng)卡進(jìn)行無線傳輸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，其特征在于，所述將加密 文件進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸之后，還包括：解密驗(yàn)證。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，其特征在于，所述解密驗(yàn) 證具體包括：對(duì)傳輸?shù)募用芪募M(jìn)行解密，對(duì)解密的視頻數(shù)據(jù)再次計(jì)算sm3雜湊值，并與原 始視頻的hash值進(jìn)行對(duì)比。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控加密認(rèn)證方法，包括以下步驟：對(duì)原始視頻進(jìn)行編碼，形成視頻幀數(shù)據(jù)；對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行hash值計(jì)算，得到視頻hash值；對(duì)視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，形成包含密鑰流的加密文件；將加密文件和視頻hash值進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。本發(fā)明完成了對(duì)原始視頻數(shù)據(jù)的高速加密保護(hù)；hash值比對(duì)完成完整性驗(yàn)證防止了對(duì)視頻的篡改與偽造；實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)跨平臺(tái)無線傳輸遠(yuǎn)程查看。
【IPC分類】H04N19-89, H04N19-46, H04N7-18
【公開號(hào)】CN104602015
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410853399
【發(fā)明人】周威, 王博, 李諾
【申請(qǐng)人】西安蒜泥電子科技有限責(zé)任公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日