[發(fā)明專利]一種視頻混沌保密通信設(shè)備及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710766027.5
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107483173A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳平;禹思敏;呂金虎;肖梁山;陳寶桔
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04N21/2347;H04N21/4405
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種視頻混沌保密通信設(shè)備及方法。

背景技術(shù)

隨著多媒體時代的快速發(fā)展，人們對視頻內(nèi)容的質(zhì)量和數(shù)量的要求越來越高，與此同時，人們對視頻通信過程的安全性的要求也越來越高。為了適應人們對視頻安全性的實際需求，近幾年來視頻保密通信技術(shù)成為了非常熱門的研究課題。

然而，當前人們在研究對安全性以及實時性均要求較高的視頻加密通信技術(shù)時，例如在研究混沌保密通信技術(shù)時，通常都是采用數(shù)值仿真來展開研究，至今還沒有在硬件平臺上實現(xiàn)對視頻數(shù)據(jù)的實時混沌保密通信，從而不利于視頻混沌保密通信技術(shù)的日常應用及商業(yè)推廣。

綜上所述可以看出，如何在硬件平臺上實現(xiàn)對視頻數(shù)據(jù)的實時混沌保密通信是當前還有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種視頻混沌保密通信設(shè)備及方法，能夠在硬件平臺上實現(xiàn)對視頻數(shù)據(jù)的實時混沌保密通信。其具體方案如下：

一種視頻混沌保密通信設(shè)備，包括視頻發(fā)送端和視頻接收端；所述視頻發(fā)送端包括第一SOC芯片、第一內(nèi)存緩沖區(qū)以及數(shù)據(jù)發(fā)送裝置，所述視頻接收端包括第二SOC芯片、第二內(nèi)存緩沖區(qū)以及數(shù)據(jù)接收裝置；所述第一SOC芯片包括第一FPGA和第一ARM，所述第二SOC芯片包括第二FPGA和第二ARM；所述第一FPGA包括第一VDMA以及采用AXIS協(xié)議作為接口協(xié)議的混沌加密模塊，所述第二FPGA包括第二VDMA以及采用AXIS協(xié)議作為接口協(xié)議的混沌解密模塊；其中，

所述混沌加密模塊，用于通過所述第一VDMA獲取原始視頻數(shù)據(jù)，基于預設(shè)的混沌加密算法，對所述原始視頻數(shù)據(jù)進行加密處理，并通過所述第一VDMA將加密處理后得到的加密數(shù)據(jù)傳輸至所述第一內(nèi)存緩沖區(qū)進行保存；

所述第一ARM，用于從所述第一內(nèi)存緩沖區(qū)中讀取出所述加密數(shù)據(jù)，并通過所述數(shù)據(jù)發(fā)送裝置將所述加密數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)接收裝置；

所述第二ARM，用于獲取所述數(shù)據(jù)接收裝置傳輸?shù)乃黾用軘?shù)據(jù)，并將所述加密數(shù)據(jù)傳輸至所述第二內(nèi)存緩沖區(qū)進行保存；

所述混沌解密模塊，用于通過所述第二VDMA獲取保存在所述第二內(nèi)存緩沖區(qū)的所述加密數(shù)據(jù)，基于預設(shè)的混沌解密算法，對所述加密數(shù)據(jù)進行解密處理，得到相應的解密數(shù)據(jù)。

可選的，所述混沌加密模塊和所述混沌解密模塊中的AXIS協(xié)議接口所涉及的信號均包括tvalid、tdata、tuser、tlast以及tready信號；

其中，tvalid和tready為相應的通信雙方之間的握手信號，并且，在高電平情況下啟動tdata、tuser和tlast信號進行通信，在低電平情況下則暫停數(shù)據(jù)通信。

可選的，所述混沌加密模塊和所述混沌解密模塊中的信號通道均為并行通道；

其中，所述混沌加密模塊和所述混沌解密模塊中的并行通道分別處理tdata、tuser、tlast以及控制信號。

可選的，所述混沌加密模塊和所述混沌解密模塊中的每個信號通道均具備多級流水線結(jié)構(gòu)，每級流水線由D觸發(fā)器隔開并由系統(tǒng)時鐘觸發(fā)工作，并且，在流水工作過程中，信號通道間保持嚴格的時序關(guān)系。

可選的，所述混沌加密模塊中的用于解決內(nèi)外數(shù)據(jù)總線寬度不匹配問題的轉(zhuǎn)換器為并/串轉(zhuǎn)換器；

所述混沌解密模塊中的用于解決內(nèi)外數(shù)據(jù)總線寬度不匹配問題的轉(zhuǎn)換器為串/并轉(zhuǎn)換器。

可選的，所述并/串轉(zhuǎn)換器為基于選擇器以及計數(shù)器創(chuàng)建的轉(zhuǎn)換器；

所述串/并轉(zhuǎn)換器為基于移位寄存器創(chuàng)建的轉(zhuǎn)換器。

可選的，所述混沌加密模塊，具體采用有符號64位Q32的格式來表示所述混沌加密算法中的密鑰參數(shù)以及相應的狀態(tài)變量，并通過硬件乘法器和加法器來進行相應的定點運算；

所述混沌解密模塊，具體采用有符號64位Q32的格式來表示所述混沌解密算法中的密鑰參數(shù)以及相應的狀態(tài)變量，并通過硬件乘法器和加法器來進行相應的定點運算。

可選的，所述混沌加密模塊在進行加密處理的過程中，具體采用ROM查表方式來確定所述混沌加密算法中的正弦項；

所述混沌解密模塊在進行解密處理的過程中，具體采用ROM查表方式來確定所述混沌解密算法中的正弦項。

可選的，所述視頻發(fā)送端還包括與所述第一VDMA連接的第三內(nèi)存緩沖區(qū)；所述第一FPGA還包括視頻采集卡和第三VDMA；所述視頻接收端還包括與所述第二VDMA連接的第四內(nèi)存緩沖區(qū)；所述第二FPGA還包括第四VDMA；其中，