[發(fā)明專利]一種基于Android設備的安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107277456B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 王東東;閆國玉;李鵬;王佳;馬承振;孫士飛
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04L29/06;H04N21/6334;H04L9/30
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 張然

1.一種基于Android設備的安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括前端監(jiān)控設備、視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器和視頻監(jiān)控客戶端；

前端監(jiān)控設備包括Android設備、Android設備的TF加密卡以及攝像頭，用于進行前端視頻數(shù)據(jù)的采集；

視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器，用于進行視頻數(shù)據(jù)本地存儲和中繼轉(zhuǎn)發(fā)；

視頻監(jiān)控客戶端，包括密碼服務器和視頻解碼客戶端，用于通信密鑰的協(xié)商、視頻數(shù)據(jù)解密、解碼與播放顯示；

密碼服務器用于對各Android設備、視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器以及視頻監(jiān)控客戶端的證書進行驗證，沒有證書或者證書無效將拒絕此設備的密鑰協(xié)商請求；

視頻解碼客戶端，用于對視頻數(shù)據(jù)解密、解碼與播放顯示；

密碼服務器當驗證證書有效時，密碼服務器產(chǎn)生一對SM2公私鑰對，利用證書公鑰加密后傳給發(fā)起申請的Android設備、轉(zhuǎn)發(fā)服務器和視頻監(jiān)控客戶端三類設備；密碼服務器維護一個用于存儲驗證信息的數(shù)據(jù)庫，發(fā)起申請的設備接收到協(xié)商的SM2公私鑰對后將私鑰導入自身搭載的加密模塊；

Android設備RTP數(shù)據(jù)包加密發(fā)送過程為：Android設備向密碼服務器申請轉(zhuǎn)發(fā)服務器的SM2公鑰，密碼服務器查詢到指定轉(zhuǎn)發(fā)服務器的SM2公鑰后發(fā)送給Android設備，Android設備收到轉(zhuǎn)發(fā)服務器的SM2公鑰數(shù)據(jù)后，Android設備的TF加密卡定時自動產(chǎn)生一個SM4密鑰對RTP數(shù)據(jù)包進行加密，接著用轉(zhuǎn)發(fā)服務器的SM2公鑰對SM4密鑰進行加密，組成新的RTP數(shù)據(jù)包，發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)服務器供視頻監(jiān)控客戶端申請；

轉(zhuǎn)發(fā)服務器緩存接收RTP數(shù)據(jù)包后，從RTP數(shù)據(jù)包隊列中取一包數(shù)據(jù)后先拆包提取加密后的密鑰，判斷密鑰數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化則利用自己的SM2私鑰解密SM4密鑰，轉(zhuǎn)發(fā)服務器一方面開啟H264數(shù)據(jù)提取線程，用SM4密鑰解密RTP包數(shù)據(jù)，然后提取H264數(shù)據(jù)進行存儲；另一方面則等待用戶申請碼流，有用戶申請碼流則轉(zhuǎn)發(fā)服務器向密碼服務器申請用戶SM2公鑰，用該用戶SM2公鑰重新加密SM4密鑰并置于加密后的RTP包之前組成新的RTP數(shù)據(jù)包，最后發(fā)送給該用戶的視頻監(jiān)控客戶端；

視頻監(jiān)控客戶端緩存接收RTP數(shù)據(jù)包后，從RTP數(shù)據(jù)包隊列中取一包數(shù)據(jù)后先拆包提取加密后的密鑰，判斷密鑰數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化則利用自己的SM2私鑰解密SM4密鑰，否則利用原SM4密鑰解密RTP包數(shù)據(jù)，對解密后的RTP數(shù)據(jù)包拆包提取H264數(shù)據(jù)進行解碼并顯示；

Android設備端軟件和視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器啟動后與密碼服務器建立安全連接，連接建立后進行雙向證書認證，認證后進行SM2算法的動態(tài)密鑰協(xié)商與傳輸；

TF加密卡自動生成對稱加密算法密鑰，并利用該對稱加密算法密鑰對打包的RTP包進行加密，其中對稱加密算法密鑰可以定時更新；

視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器的SM2公鑰對加密卡生成的對稱加密算法密鑰進行加密，加密后的數(shù)據(jù)置于加密后的RTP包數(shù)據(jù)前；

發(fā)送RTP包數(shù)據(jù)至視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器，視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器接收到RTP包數(shù)據(jù)后對對稱加密算法密鑰部分進行解密；

當有解碼客戶端申請碼流時，首先與密碼服務器建立安全連接，連接建立后進行證書認證，認證后進行SM2算法的動態(tài)密鑰協(xié)商與傳輸；

轉(zhuǎn)發(fā)服務器利用解碼客戶端的SM2公鑰對對稱加密算法密鑰重新加密后置于RTP包數(shù)據(jù)前，并將碼流轉(zhuǎn)發(fā)給指定的解碼客戶端；

解碼客戶端接收到RTP包后先解密對稱加密算法密鑰，利用該密鑰解密RTP包，然后進行RTP包解包、組幀以及解碼顯示碼流。

2.如權利要求1所述的基于Android設備的安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，攝像頭包括：無線WIFI攝像頭以及外接USB攝像頭。

3.如權利要求1所述的基于Android設備的安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，Android設備根據(jù)當前網(wǎng)絡信號強度自動調(diào)節(jié)前端采集設備的碼率和發(fā)送節(jié)奏。

4.如權利要求1所述的基于Android設備的安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，視頻解碼客戶端接收RTP數(shù)據(jù)包采用緩存機制，針對3G/4G網(wǎng)絡中RTP包亂序與丟包問題，視頻解碼客戶端對收到的RTP包進行排序，每個RTP包根據(jù)序列號從小到大插入到緩存隊列中。